დისკის მასივის შენახვის სისტემების მუშაობა ერთ ჰოსტ კავშირში

ზოგადად, დისკის ან დისკის მასივებს აქვთ საუკეთესო შესრულება ერთი ჰოსტის კავშირის სცენარში. ოპერაციული სისტემების უმეტესობა დაფუძნებულია ექსკლუზიურ ფაილურ სისტემებზე, რაც ნიშნავს, რომ ფაილური სისტემა შეიძლება იყოს მხოლოდ ერთი ოპერაციული სისტემის საკუთრება. შედეგად, როგორც ოპერაციული სისტემა, ასევე აპლიკაციის პროგრამული უზრუნველყოფა ოპტიმიზაციას უკეთებს წაკითხვას და ჩაწერას დისკის შენახვის სისტემისთვის მისი მახასიათებლების მიხედვით. ეს ოპტიმიზაცია მიზნად ისახავს ფიზიკური ძიების დროის შემცირებას და დისკის მექანიკური რეაგირების დროის შემცირებას. თითოეული პროგრამის პროცესიდან მონაცემთა მოთხოვნებს ამუშავებს ოპერაციული სისტემა, რის შედეგადაც ხდება ოპტიმიზირებული და მოწესრიგებული მონაცემების წაკითხვისა და ჩაწერის მოთხოვნები დისკის ან დისკის მასივისთვის. ეს იწვევს შენახვის სისტემის საუკეთესო შესრულებას ამ კონფიგურაციაში.

დისკის მასივებისთვის, თუმცა დამატებითი RAID კონტროლერი ემატება ოპერაციულ სისტემასა და ცალკეულ დისკებს შორის, ამჟამინდელი RAID კონტროლერები ძირითადად მართავენ და ამოწმებენ დისკის გაუმართაობის ტოლერანტობის ოპერაციებს. ისინი არ ასრულებენ მონაცემთა მოთხოვნის შერწყმას, ხელახლა შეკვეთას ან ოპტიმიზაციას. RAID კონტროლერები შექმნილია იმ ვარაუდის საფუძველზე, რომ მონაცემთა მოთხოვნა მოდის ერთი ჰოსტიდან, უკვე ოპტიმიზირებული და დახარისხებული ოპერაციული სისტემის მიერ. კონტროლერის ქეში უზრუნველყოფს მხოლოდ პირდაპირი და გამოთვლითი ბუფერირების შესაძლებლობებს, ოპტიმიზაციისთვის მონაცემების რიგის გარეშე. როდესაც ქეში სწრაფად ივსება, სიჩქარე მაშინვე ეცემა დისკის ოპერაციების რეალურ სიჩქარემდე.

RAID კონტროლერის ძირითადი ფუნქციაა შექმნას ერთი ან მეტი დიდი შეცდომის ტოლერანტული დისკი მრავალი დისკიდან და გააუმჯობესოს საერთო მონაცემების წაკითხვისა და ჩაწერის სიჩქარე თითოეულ დისკზე ქეშირების ფუნქციის გამოყენებით. RAID კონტროლერების წაკითხული ქეში მნიშვნელოვნად აძლიერებს დისკის მასივის წაკითხვის ეფექტურობას, როდესაც იგივე მონაცემები იკითხება მოკლე დროში. მთელი დისკის მასივის წაკითხვისა და ჩაწერის რეალური მაქსიმალური სიჩქარე შემოიფარგლება ყველაზე დაბალი მნიშვნელობით მასპინძელი არხის გამტარუნარიანობას შორის, კონტროლერის CPU-ის გადამოწმების გაანგარიშება და სისტემის კონტროლის შესაძლებლობები (RAID ძრავა), დისკის არხის გამტარობა და დისკის შესრულება (კომბინირებული ფაქტობრივი შესრულება ყველა დისკი). გარდა ამისა, შეუსაბამობამ ოპერაციული სისტემის მონაცემთა მოთხოვნების ოპტიმიზაციის საფუძველსა და RAID ფორმატს შორის, როგორიცაა I/O მოთხოვნების ბლოკის ზომა, რომელიც არ შეესაბამება RAID სეგმენტის ზომას, შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს დისკის მასივის მუშაობაზე.

ტრადიციული დისკის მასივის შენახვის სისტემების შესრულების ვარიაციები მრავალჯერადი მასპინძელზე წვდომისას

ჰოსტის წვდომის მრავალ სცენარში, დისკის მასივების შესრულება მცირდება ერთ ჰოსტის კავშირებთან შედარებით. მცირე მასშტაბის დისკის მასივის შენახვის სისტემებში, რომლებსაც, როგორც წესი, აქვთ დისკის მასივის კონტროლერების ერთი ან ზედმეტი წყვილი და დაკავშირებული დისკების შეზღუდული რაოდენობა, შესრულებაზე გავლენას ახდენს მონაცემთა შეუკვეთავი ნაკადები სხვადასხვა ჰოსტებიდან. ეს იწვევს დისკის ძიების დროის გაზრდას, მონაცემთა სეგმენტის სათაურის და კუდის ინფორმაციას და მონაცემთა ფრაგმენტაციას წაკითხვის, შერწყმის, გადამოწმების გამოთვლებისა და გადაწერის პროცესებისთვის. შესაბამისად, შენახვის ეფექტურობა მცირდება, რადგან უფრო მეტი ჰოსტი არის დაკავშირებული.

ფართომასშტაბიანი დისკის მასივის შენახვის სისტემებში შესრულების დეგრადაცია განსხვავდება მცირე მასშტაბის დისკის მასივისგან. ეს ფართომასშტაბიანი სისტემები იყენებენ ავტობუსის სტრუქტურას ან ჯვარედინი გადართვის სტრუქტურას მრავალი შენახვის ქვესისტემის (დისკის მასივების) დასაკავშირებლად და მოიცავს დიდი სიმძლავრის ქეშებსა და ჰოსტის კავშირის მოდულებს (მსგავსი არხის ჰაბების ან გადამრთველების) მეტი ჰოსტებისთვის ავტობუსში ან გადართვაში. სტრუქტურა. შესრულება დიდწილად დამოკიდებულია ქეშზე ტრანზაქციის დამუშავების აპლიკაციებში, მაგრამ შეზღუდული ეფექტურობა აქვს მულტიმედიური მონაცემთა სცენარებში. მიუხედავად იმისა, რომ დისკის შიდა მასივის ქვესისტემები ამ ფართომასშტაბიან სისტემებში შედარებით დამოუკიდებლად მოქმედებენ, ერთი ლოგიკური ერთეული აგებულია მხოლოდ ერთი დისკის ქვესისტემაში. ამრიგად, ერთი ლოგიკური ერთეულის შესრულება დაბალი რჩება.

დასკვნის სახით, მცირე მასშტაბის დისკის მასივები განიცდიან მუშაობის დაქვეითებას მონაცემთა შეუკვეთავი ნაკადების გამო, მაშინ როცა დიდი მასშტაბის დისკის მასივებს მრავალი დამოუკიდებელი დისკის მასივის ქვესისტემებით შეუძლიათ უფრო მეტი ჰოსტის მხარდაჭერა, მაგრამ მაინც აქვთ შეზღუდვები მულტიმედიური მონაცემთა აპლიკაციებისთვის. მეორეს მხრივ, NAS შენახვის სისტემები, რომლებიც დაფუძნებულია ტრადიციულ RAID ტექნოლოგიაზე და იყენებენ NFS და CIFS პროტოკოლებს გარე მომხმარებლებთან Ethernet კავშირების საშუალებით მეხსიერების გასაზიარებლად, განიცდიან მუშაობის ნაკლებ დეგრადაციას მრავალ ჰოსტზე წვდომის გარემოში. NAS შენახვის სისტემები ოპტიმიზაციას უკეთებენ მონაცემთა გადაცემას მრავალი პარალელური TCP/IP გადაცემის გამოყენებით, რაც იძლევა მაქსიმალურ საერთო სიჩქარეს დაახლოებით 60 მბ/წმ ერთი NAS შენახვის სისტემაში. Ethernet კავშირების გამოყენება საშუალებას იძლევა მონაცემები ოპტიმალურად ჩაიწეროს დისკის სისტემაში მართვისა და ხელახალი შეკვეთის შემდეგ ოპერაციული სისტემის ან მონაცემთა მართვის პროგრამული უზრუნველყოფის თხელ სერვერზე. ამრიგად, დისკის სისტემა თავისთავად არ განიცდის შესრულების მნიშვნელოვან დეგრადაციას, რაც NAS-ს შესანახს ხდის შესაფერისი აპლიკაციებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ მონაცემთა გაზიარებას.