QNAP Systems, Inc. - Network Attached Storage (NAS)

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Come utilizzare QNAP Qtier™ per la suddivisione automatica e l'ottimizzazione delle prestazioni di archiviazione

1. Sfide e soluzioni

Tutti i più importanti fattori alla base delle prestazioni di archiviazione riguarderanno sempre il conflitto tra capacità e prestazioni I/O (lettura e scrittura). Quindi, quando si valuta come configurare e distribuire diversi tipi di unità per ottenere pratiche ottimali, occorre considerare i pro e i contro di tutte queste opzioni:

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1. Disco SATA/NL-SAS pieno
Con capacità elevata ma prestazioni I/O limitate
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2. SSD pieno
Massime prestazioni I/O, ma, oltre ad essere costoso, presenta anche una minore disponibilità in termini di capacità di archiviazione.
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3. SATA e SSD
La combinazione di unità SSD e SATA offre sia capacità che prestazioni separando i dati manualmente tra differenti archivi, ma senza alcuna flessibilità.

La migliore opzione, in questo caso, potrebbe essere la meno conveniente, in quanto il personale IT dovrà pianificare e configurare manualmente quali dati posizionare in quale archivio, quando Qtier™ è disponibile. Qtier™ è un sistema di gestione dell'archiviazione multi-livello che mantiene automaticamente i dati più attivi nelle unità ad alte prestazioni, separando un archivio QNAP NAS in 3 differenti livelli. Quindi, alleggerisce il cari di lavoro di gestione e consente anche la separazione dei dati con maggiore precisione, perseguendo pratiche ottimali per l'aumento delle prestazioni di archiviazione.

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QNAP
Combinando 3 livelli di archivi separati e il pool di archiviazione, Qtier™ è in grado di ricollocare i dati su differenti livelli in base alla frequenza di accesso dei dati dallo host, fornendo quindi il massimo delle prestazioni di un QNAP NAS e, al contempo, mantenendo un'elevata capacità di archiviazione dei dati.

Nel laboratori QNAP è stato utilizzato un server dotato di doppio processore Intel Xeon E5-2620v3 (ciascun processore con 6 core, 12 thread) e un totale di 24 operatori in IOmeter per testare le prestazioni di Qtier™ con TVS-EC1580MU-SAS-RP (utilizzando 6 RAID SAS-SSD 10*). Il risultato, con 4k IO, lettura random 100%, 12 IO per operatore, è di 140.000 IOP. I tempi di risposta media dell'IO sono di 0,3 ms con interfacce da 40 GbE e 0,7 ms con interfacce da 10 GbE.

*L'hardware utilizzato per il test:
Server: Supermicro SYS-6028U-TR4T+
Memoria: 16 GB
CPU: 2 Intel Xeon E5-2620 v3 2.40GHz
QNAP NAS: TVS-EC1580MU-SAS-RP
Memoria: 12 GB
CPU: Intel Xeon E3-1246 V3 3.50GHz
Dischi rigidi: Seagate SAS-SSD ST400FM0053*6, gli altri sono Seagate NL-SAS ST1000NM0023.
Configurazione RAID: RAID10 per SSD, RAID 5 per unità NL-SAS

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Utilizzo TVS-EC1580MU-SAS-RP (con 6 x SAS-SSD RAID 10 + 8 x NL-SAS HDD RAID 5) e acquisizione del risultato di 4k 100% di lettura casuale di oltre 100.000 IOPS con tempo di risposta inferiore a 1 ms

La tecnologia Qtier™ è compatibile anche con la cache SSD creata in QTS 4.2. La cache SSD consente di migliorare la percentuale di riscontri della cache spostando dati con lettura casuale e accesso frequente a una cache SSD. Inoltre, Qtier™ sposta i dati in accordo ai risultati dell'analisi dati e in base alla programmazione. Di seguito è riportato il confronto di base della cache SSD e del tiering automatico Qtier™:

Confronto Qtier™ Cache SSD SSD pieno
1. Spazio SSD disponibile Espandibile se necessario Limitato da memoria disponibile* Espandibile se necessario
2. Prezzo Basso Basso Alto
3. Archiviazione disponibile Volume/LUN Volume/LUN Volume/LUN
4. Metodo di migrazione dati Pianificato Automatico -
5. Meccanismo di migrazione dati Sposta i dati su un livello superiore per accedere alla frequenza Replica i dati ad accesso frequentemente nell'archivio SSD Tutti i dati archiviati in SSD
6. Scenari di applicazione Usato per carichi di lavoro I/O prevedibili quali server file/Web/e-mail e virtualizzazione dell'applicazione o editing video. Usato per ambienti con accesso dati ad alta frequenza, come la virtualizzazione dell'applicazione o l'editing video. Generalmente utilizzato per applicazioni che richiedono I/O rapidi/intensivi come i database o l'ambiente virtualizzato.

*Per maggiori informazioni sulla cache SSD Cache, controllare qui.
*SSD è già stato utilizzato Qtier™ e non può essere usato per la cache SSD.

2. Introduzione

2.1. Requisiti di sistema

Qtier è supportato solo da modelli NAS specifici. Per maggiori informazioni, consultare l'introduzione Qtier.

Inoltre, occorre aggiornare il firmware QNAP NAS a 4.2 e distribuire le unità SSD e HDD nel NAS* per usare Qtier™.

*Per usare High-Speed Tier, è necessario anche distribuire le unità SAS, supportate solo da modelli contrassegnati come "SAS".

3. Creare spazio di archiviazione con Qtier™

Per usare Qtier™, sarà necessario distribuire differenti tipi di unità prima in QNAP NAS*. Dopo avere collegato e preparato le unità, creare un nuovo pool di archiviazione tramite “Gestione archiviazione” > “Spazio di archiviazione” > “Crea nuovo pool di archiviazione”. Quando si utilizza un modello che supporta Qtier™, la prima fase della procedura guidata di creazione del pool di archiviazione richiederà di abilitare o non abilitare la suddivisione automatica in livelli. Selezionare la casella di controllo e continuare.

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Abilitare la suddivisione automatica in livelli per il pool di archiviazione da creare per usare la tecnologia Qtier™.

Nel passaggio successivo, sarà presente una colonna che mostra il "Tipo di gruppo RAID” visualizzato e il valore “Velocità ultra rapida (SSD)” selezionato. A questo punto, è possibile selezionare le unità SSD che saranno usate per creare il pool di archiviazione con il gruppo RAID con tier ad altissima velocità. Dopo avere confermato la selezione, seguire la procedura guidata per completare la creazione del pool di archiviazione con il primo livello.

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Selezionare l'unità SSD da usare in questo gruppo RAID a velocità ultra rapida del gruppo di archiviazione.

Dopo avere creato il pool di archiviazione, l'utente riceverà un messaggio per configurare il tier per il pool di archiviazione. Dopo avere selezionato "OK" sarà possibile selezionare differenti tipi di unità che saranno usati come differenti tier per questo pool di archiviazione*. Nell'esempio seguente, viene configurata la “Capacità (SATA, NL-SAS)” del gruppo RAID.

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Continuare la configurazione degli altri livelli nel pool di archiviazione
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In questo esempio, il tipo di gruppo RAID “Capacità (SATA, NL-SAS)” sarà configurato e sarà possibile selezionare le unità usate in questo livello.
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Dopo avere impostato vari livelli, verrà visualizzato un report di riepilogo per controllare la configurazione.

Dopo avere impostato tutti i livelli, il sistema richiederà di abilitare la programmazione della suddivisione automatica. In questa vista è possibile selezionare quando il sistema deve avviare la ricollocazione dei dati. L'azione di ricollocazione potrebbe influire sulle prestazioni I/O dell'archivio, quindi si consiglia di non configurare una programmazione pesante e di abilitare la suddivisione solo in orari non lavorativi, quando l'accesso ai dati è meno frequente*.

*La suddivisione automatica per livelli non può essere avviata subito dopo la creazione di un pool di archiviazione in quanto necessita di recuperare le informazioni sulla frequenza di accesso dei dati. Inoltre, non può essere programmata per tutto l'orario in quanto il modello dei dati di accesso non risulterebbe preciso.

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Configurare la programmazione della suddivisione automatica per livelli una volta al giorno, dalle 20:00 alle 8:00 del giorno successivo.
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Configurare la programmazione della suddivisione automatica due volte al giorno, dal lunedì al venerdì, dalle 8:00 alle 14:00 e dalle 19:00 alle 1:00 (fino a 6 ore ciascuna).

QTS versione 4.3.0, e superiori, aggiunge l'opzione che consente a Qtier di ricollocare automaticamente i dati senza impostare alcuna programmazione di suddivisione. Qtier suddividerà i dati quando il carico del sistema è basso e si interromperà quando il carico è elevato. Questa modalità è ideale per archivi usati senza interruzione senza orari di basso carico definiti. Per usare questa funzione, selezionare “Riallocare automaticamente i dati quando il sistema è inattivo” nella finestra Impostazioni pianificazione di suddivisione automatica Qtier.

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Usare “Riallocare automaticamente i dati quando il sistema è inattivo” in caso di dubbi sull'orario migliore in cui impostare la programmazione della suddivisione.

Dopo avere impostato anche la programmazione, sarà possibile notare che il nuovo pool di archiviazione è contrassegnato come "Suddivisione automatica" e, a questo punto, sarà possibile creare un volume o una LUN sopra il nuovo pool creato. L'attività di suddivisione automatica sarà condotta in base alla programmazione e consentirà di analizzare i dati scritti in tempo reale mediante la frequenza di accesso e di spostare, conformemente, dati differenti a livelli differenti. Facendo clic sul pulsante “Gestisci” nel pool di archiviazione, è possibile rivedere i gruppi RAID creati per ciascun livello e le opzioni di gestione della suddivisione automatica e il riepilogo saranno disponibili anche in questa vista.

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Verrà contrassegnato il pool di archiviazione configurato con la suddivisione automatica.
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Dopo avere selezionato il pool di archiviazione della suddivisione automatica e avere fatto clic su "Gestisci", sarà possibile vedere in dettaglio la configurazione del Gruppo RAID e configurare ulteriormente il tiering automatico.

4. Configurare e monitorare la suddivisione automatica dopo la creazione

4.1. Configurare la suddivisione automatica

Selezionare il pool di archiviazione e fare clic su “Gestisci”. Verrà visualizzato anche il riepilogo del progresso della suddivisione automatica. Lo “Stato di riallocazione” mostra se la suddivisione automatica è in esecuzione ora in base alla programmazione; in "Abilita programmazione" viene mostrato se la suddivisione automatica è abilitata.

Qui è possibile configurare due opzioni aggiuntive, la prima è "Tasso di allocazione dati", con impostazione bassa, il NAS non userà molte risorse durante la riallocazione dei dati di migrazione e, quindi, si ridurrà al minimo l'impatto sulle prestazioni durante l'esecuzione della suddivisione automatica. Con impostazione elevata, il NAS utilizzerà più risorse per l'operazione di suddivisione automatica e anche la suddivisione potrà trasferire più dati durante l'orario programmato e le prestazioni NAS ne saranno influenzate.

La seconda opzione è "Priorità di allocazione dei dati": se SSD è selezionato, tutti i nuovi dati saranno scritti prima sullo SSD, tranne se è pieno*. Seguendo questa logica, se la capacità è selezionata, tutti i nuovi dati saranno scritti sull'unità SATA e saranno spostati allo SSD solo dopo la ricollocazione tramite la suddivisione automatica.

Queste due opzioni, nonché la programmazione, saranno configurazione dopo avere aperto la scheda "Gestisci" in questa vista.

*Se un livello è impostato sulla prima priorità, ma è già pieno, il sistema scriverà automaticamente i dati al livello successivo.

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Le informazioni del progresso di suddivisione automatica possono essere riesaminate nella pagina "Gestisci" con altre configurazioni configurabili.
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Aprire la scheda “Gestisci” per configurare la programmazione, la frequenza di ricollocazione e il livello di allocazione.

4.2. Monitoraggio della suddivisione automatica

Eccetto dalle configurazioni, verranno visualizzate anche le opzioni “Quantità di dati ottimizzati per le prestazioni” e “Quantità di dati ottimizzati per la capacità”, questo due numero sono la somma delle dimensioni dati spostate in alto o in basso tra differenti livelli nell'ultima programmazione della suddivisione automatica.

Premendo il pulsante "Statistiche", è possibile monitorare in dettaglio la suddivisione automatica, mentre la colonna “Utilizzato” identifica lo spazio totale usato in ogni livello, la colonna “Totale” identifica lo spazio totale di ciascun livello, le colonne “Sposta su” e “Sposta giù” mostra i dati che sono stati spostati tra livelli differenti nell'ultima programmazione di suddivisione automatica. Infine, “Nome/Alias” e “Tipo RAID” supportano l'identificazione di quale livello appartiene a quale gruppo RAID.

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Le statistiche dettagliate della suddivisione automatica saranno mostrate nelle finestre delle statistiche della suddivisione automatica.

Inoltre, è possibile anche controllare il "Report cronologia" per visualizzare in dettaglio ciascuna attività di suddivisione inclusi i dati spostati su/giù in un'attività, lo spazio totale usato dopo il completamento dell'attività e le attività correnti con un grafico di tendenza per un facile monitoraggio.

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Selezionare “Velocità ultra elevata” o altri livelli nella cronologia per monitorare i risultati della suddivisione automatica in ogni attività di suddivisione.
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Durante l'uso di “Riallocare automaticamente i dati quando il sistema è inattivo” il grafico Statistiche aggiungerà l'opzione per visualizzare l'attività di suddivisione per il giorno, la settimana o il mese passato.
Data di rilascio: 2015-10-13
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