Краткое содержание статьи: Новая модель корпоративного NAS Synology SA3400 занимает промежуточное положение между сериями XS+/XS и высокопроизводительными NAS серии FS. И сегодня мы подробно рассмотрим её возможности.
Обзор Synology SA3400: новый NAS корпоративного уровня. Часть I
К стандартным уровням RAID разработчики Synology добавили RAID F1. Вкратце — это разновидность RAID-5 для твердотельных дисков. Особенности реализации описаны в отдельном документе.
Твердотельные диски имеют ограниченный ресурс на запись. Традиционные отказоустойчивые массивы защищают целостность данных при отдельных сбоях и обеспечивают доступность при полном выходе из строя одного или нескольких дисков. С учётом того, что надёжность SSD понижается по мере выработки ресурса, существует риск близкого по времени выхода из строя сразу нескольких SSD в массиве. Решить эту проблему можно было бы, увеличив нагрузку на один или несколько накопителей. В обычном RAID-5 запись страйпов с данными чередуется с записью страйпов с контрольными суммами. При записи на массив небольшими блоками (меньше размера полного страйпа), происходит перерасчёт и перезапись контрольной суммы вне зависимости от того, на какие из страйпов с данными приходится записываемый блок. Таким образом, на страйпах с контрольными суммами сосредоточена наибольшая нагрузка на запись.
В RAID-F1 чередование страйпов с данными и контрольными суммами изменено таким образом, что на один из накопителей приходится больше страйпов с контрольными суммами. В дальнейшем, при соответствующей нагрузке (запись небольшими блоками), данный накопитель испытывает большую нагрузку на запись в сравнении с «соседями». Исчерпание ресурса, о котором система может узнать из соответствующих атрибутов SMART или лог-страниц в случае SAS SSD, произойдёт раньше — пользователь сможет заменить этот накопитель, после чего в качестве для повышенной нагрузки на запись будет выбран другой накопитель из ранее находившихся в массиве.
Производительность и полезный объём (N-1) массива RAID-F1 ничем не отличается от RAID-5. Это следует учитывать при выборе конфигурации для тяжёлой нагрузки на запись. Необходимость перезаписи контрольных сумм приводит к дополнительному снижению производительности (производительность RAID-5 при записи небольшими блоками в два раза ниже, чем RAID-10) и сопутствующему расходованию ресурса твердотельных накопителей. Так что при выборе между RAID-F1 и RAID-10 следует учитывать: планируемую нагрузку на запись, характер её распределения, требуемый объём высокопроизводительных томов на SSD и их ресурс.
LVM
Подсистема управления логическими томами (LVM, logical volume management) тоже используется в DSM. При создании массивов (пулов) встроенный мастер предлагает на выбор два вида: «улучшенная производительность» и «дополнительная гибкость»:
В первом случае файловая система будет создана непосредственно на дисковом массиве. Во варианте «дополнительная гибкость» поверх массива добавляется слой LVM со всем сопутствующим функционалом:
SSD-кэширование активируется на уровне томов. То есть можно создать несколько томов LVM, с включённым или отключённым SSD-кэшом.
Тома можно расширять при наличии свободного дискового пространства.
Тома можно использовать для преодоления ограничения на длину RAID-группы (пула) в 24 диска. Стоит напомнить, что для дисков большого объёма в любом случае не следует создавать длинных RAID-групп, используя вместо одного RAID-6 составной массив из групп по 8–12 дисков. Такой подход сокращаяет до приемлемых значений время ребилда.
Сам по себе LVM снижает производительность незначительно, на единицы процентов. Накладные расходы становятся заметны только при многократном использовании функции расширения и удаления томов (за счет фрагментации блоков), а главное — при создании снапшотов (мгновенных снимков). Но в современных версиях DSM используются более эффективные снапшоты BTRFS.
Flashcache
Разработчики Synology и тут не стали изобретать велосипед. SSD-кэш реализован при помощи хорошо себя зарекомендовавшего flashcache — достаточно заглянуть в список используемых модулей ядра или найти соответствующие консольные утилиты. Данный компонент был создан разработчиками Facebook в 2010 году и с тех пор активно развивался.
На сегодняшний день flashcache обладает всем необходимым функционалом:
Кэширование в режимах write-back (кэширование чтения и записи) и write-through (кэширование чтения, запись попадает в кэш, но подтверждается только после окончания записи на основной том). На самом деле существуют и другие режимы — write-around (запись ведётся в обход кэша) и write-only (кэшируется только запись) — но в DSM используются только первые два режима.
Расширенная статистика: уровень попаданий в кэш, количество операций чтения и записи в кэш и на кэшируемый том, глубина очереди для некэшированных данных и так далее.
Пропуск последовательного доступа. Чрезвычайно полезная функция для большинства применений, где требуется ускорение случайного доступа небольшими блоками. Последовательный доступ с пары SATA SSD будет просто медленнее, чем с четырёх-шести жёстких дисков. Второй, не всегда, очевидный момент связан с резервным копированием: начавшаяся операция резервного копирования может вытеснить из кэша необходимые данные и существенно снизить производительность.
Для тех случаев, когда возможностей включения/отключения кэша на уровне томов недостаточно, существует возможность контролировать кэширование на уровне отдельных приложений. Идентификаторы процессов можно добавлять в белые/черные списки через ioctl (см. документацию flashcache).
Кэширование записи по очевидным причинам требует обеспечения отказоустойчивости кэша. Для решения этой задачи используется mdadm. Synology DSM не даст вам по недосмотру разместить кэш записи на одиночном накопителе или выбрать RAID-0 — для выбора будут доступны только отказоустойчивые массивы RAID-1, 5 и 6.
Подробную статистику работы кэша можно наблюдать через web-интерфейс DSM, что является большим плюсом — многие СХД начального уровня с функционалом SSD-кэширования не показывают никакой статистики вообще. Тут можно проанализировать заполнение кэша за длительный период времени, и по результатам принять решение о необходимости увеличения размера кэша или его уменьшения, если вы хотите таким образом увеличить размер свободной области SSD. Если вам недостаточно статистики в DSM, то можно воспользоваться консольным доступом, заглянув в dmsetup status или в /proc/flashcache/
Flashcache размещает в оперативной памяти таблицы соответствия и другие промежуточные данные. Для 1 ГБ SSD-кэша требуется совсем немного оперативной памяти — 416 килобайт, но объёмы современных твердотельных накопителей благодаря переходу на технологию TLC памяти с многослойной компоновкой существенно выросли за последние пару лет. SA3400 с объёмом SSD-кэша в несколько терабайт сейчас не потребует существенных расходов на фоне стоимости самого NAS и жёстких дисков, так что при планировании стоит предусмотреть увеличение объёма оперативной памяти.
Здесь тоже используется стандартный компонент LIO Target, который давно включён в состав ядра, что даёт нам поддержку VAAI и SCSI PR. К штатному функционалу разработчики Synology добавили поддержку Microsoft ODX. В качестве бэкенда для iSCSI LUN'ов используются файлы на томах BTRFS, вместе с функционалом этой файловой системы (снапшоты, репликация, клонирование) и возможностью использования файлового RAM-кэша. В целом поддержка iSCSI реализована в Synology DSM очень качественно:
Уже упомянутые VMware VAAI и Microsoft ODX, без поддержки которых сейчас невозможно представить СХД для виртуализации.
Авторизация через CHAP, в том числе двухсторонняя.
Поддержка MPIO (многопутевого ввода-вывода).
Маскирование LUN на основе iqn инициаторов.
Возможность создания LUN с тонким выделением ресурсов (thin provisioning).
История мейнфреймов: от Harvard Mark I до System z10 EC Верите вы или нет, но были времена, когда компьютеры занимали целые комнаты. Сегодня вы работаете за небольшим персональным компьютером, но когда-то о таком можно было только мечтать. Предлагаем окунуться в историю и познакомиться с самыми знаковыми мейнфреймами за последние десятилетия.
Пятнадцать процессоров Intel x86, вошедших в историю Компания Intel выпустила за годы существования немало процессоров x86, начиная с эпохи расцвета ПК, но не все из них оставили незабываемый след в истории. В нашей первой статье цикла мы рассмотрим пятнадцать наиболее любопытных и памятных процессоров Intel, от 8086 до Core 2 Duo.