QNAP Systems, Inc. - ネットワーク接続ストレージ(NAS)

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QNAP Qtier™ の自動階層機能を利用し、ストレージを最も効率的に活用する方法

1. 課題と解決策

ベストプラクティスのために異なるタイプのドライブの構成・展開を検討するとき、ストレージ性能を決定する最も重要な要因は、常にI/ O(読み書き)性能と容量の間の闘争になります。これらのオプションはすべて、異なる長所と短所があります。

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1.全部 SATA/NL-SAS ディスク
大容量、限られた I/O 性能
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2.全部 SSD
最大I/ O性能ですが、高価ではなく、また、より少ない利用可能なストレージ容量が含まれています。
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3.SATA と SSD
SSDとSATAを組み合わせ、異なるストレージ間でデータを手動で分離することにより、容量と性能の利点を推進することができますが、柔軟性に欠けます。

また、ここでの最良のオプションは、データがどのストレージに配置する必要があるかを計画し、手動で管理する必要があるIT担当者として最も不便なオプションとなります。ここで、Qtier™の出番となります。Qtier™は、自動的に3つの異なる階層に分け、QNAP NASストレージによる高性能ドライブに最もアクティブなデータを維持するマルチティアストレージ管理システムです。したがって、仕事を管理の負担を軽減するだけでなく、ストレージ性能を向上するためのベストプラクティスを追求したときに、データをより正確性を分離することができます。

QNAP
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3レベルの階層型ストレージおよびストレージプールを組み合わせることで、Qtier™は、ホストからのデータへのアクセス頻度に基づいて異なる階層にデータを複製することができ、したがって、QNAP NASの最大性能と同時にデータを格納する高い能力を維持することができます。

QNAPの研究室では、デュアルプロセッサーIntel Xeon E5-2620v3(6コア、12スレッドと各プロセッサ)とIometer合計24ワーカーを備えて1台のサーバーを使用し、TVS-EC1580MU-SAS-RP付きQtier™ (6 x SAS-SSD RAID 10*)をテストしました。k IO、100%ランダム読み取り、ワーカー当たり12の優れたIOによる結果は140,000 IOPでした。平均IO応答時間は、40GbEインターフェイスで0.3ミリ秒、10 GbEインターフェイスで0.7ミリ秒でした。

* テストのために使用されたハードウェア:
サーバー:Supermicro SYS-6028U-TR4T+
メモリ:16 GB
CPU:2 Intel Xeon E5-2620 v3 2.40GHz
QNAP NAS:TVS-EC1580MU-SAS-RP
メモリ:12 GB
CPU:Intel Xeon E3-1246 V3 3.50GHz
ハードドライブ:Seagate SAS-SSD ST400FM0053*6。他は Seagate NL-SAS ST1000NM0023。
RAID 構成:SSDにRAID10、NL-SASドライブに RAID

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TVS-EC1580MU-SAS-RP(6 x SAS-SSD RAID 10 + 8 x NL-SAS HDD RAID 5を使用)を利用したところ、4k 100%ランダム読み取りの結果は、100,000 IOP超で、応答時間は1ミリ秒未満でした。

Qtier™技術は、QTS 4.2で構築するSSDキャッシュに互換性があります。頻繁にアクセスされるランダム読み取りデータをSSDキャッシュに移動することでキャッシュのヒット率を上げます。一方で、Qtier はデータの分析結果とスケジュールに基づきデータを移動します。次は、SSDキャッシュとQtier™自動階層化の基本比較です:

比較 Qtier™ SSD キャッシュ 全部 SSD
1.空き SSD 容量 必要に応じて拡張 利用可能なメモリにより制約される* 必要に応じて拡張
2.価格
3. 該当ストレージ ボリューム/LUN ボリューム/LUN ボリューム/LUN
4. データ移行方法 スケジュール 自動 -
5. データ移行機構 アクセス頻度に基づいて異なる層にデータを移動 頻繁にアクセスされるデータをSSDストレージに複製する すべてのデータをSSDに保存
6. 用途シナリオ ファイル/Web/メールサーバー、アプリケーション仮想化、動画編集など、予想可能な I/O 作業負荷に利用。 アプリケーション仮想化や動画編集など、データアクセス頻度が高い環境に利用。 一般的に、データベースや仮想化環境など、高速/集中 I/O を必要とするアプリケーションに使用される。

* SSDキャッシュに関する詳細情報については、ここを確認してください。
* Qtier™に対してすでに使用されたSSDをSSDキャッシュ用に使用することはできません。

2.序文

2.1.システム要件

Qtier は特定の NAS モデルでのみご利用いただけます。詳しくは、Qtier概要をご覧ください。

また、4.2にQNAP NASファームウェアをアップグレードし、Qtier™を使用するNAS*にSSDとHDDドライブの両方を展開する必要があります。

* 高速階層を使用するには、「SAS」でマークされたモデルタイプでサポートされているSASドライブのみを展開する必要があります。

3. Qtier™でストレージ領域を作成する

Qtier™を使用するには、最初にQNAP NAS*に異なる種類のドライブを展開する必要があります。ドライブを差し込み、準備がたら、「ストレージマネージャー」>「ストレージスペース」> 「新規ストレージプールの作成」を開き、新しいストレージプールを作成します。Qtier™をサポートするモデルを使用している場合には、ストレージプールの作成ウィザードの最初のステップは、自動階層化を有効化する、または、しないことです。チェックボックスを選択し、続行します。

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Qtier™技術を使用するように作成するストレージプール用のストレージ自動階層化を有効にします。

次のステップでは、列に「RAIDグループタイプ」が表示されており、「超高速(SSD)」の値が選択されていることがわかります。現在、超高速階層RAIDグループを使って、このストレージプールを構築するために使用するSSDドライブを選択することができます。選択を確定したら、ウィザードに従い、最初の層のストレージプール作成を完了します。

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このストレージプールの超高速RAIDグループに使用するSSDドライブを選択します。

ストレージプールを作成したら、ストレージプールに対して他の階層をセットアップする旨のメッセージが表示されます。「OK」を選択すると、このストレージプールの異なる層として使用されるドライブの異なるタイプを選択することができるようになります。以下の例では、RAIDグループ「容量(SATA、NL-SAS)」が構成されています。

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ストレージプールの他の層のセットアップを続けます。
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この例では、RAID グループタイプ「Capacity (SATA, NL-SAS)」が構成されます。この層で使用するドライブを選択できるようになります。
QNAP
異なる層を設定すると、まとめのレポートが表示されるので、構成を確認できます。

すべての層が設定されると、自動階層スケジュールを有効にするように求められます。このビューでは、データの移動を開始するタイミングを選択できます。再配置アクションは、ストレージのI/ O性能に影響を与える可能性がありますので、重いスケジュールをセットアップしないことが示唆されており、非勤務時間外に階層化を有効にすることで、データアクセス要求を低くすることができます。*

* データのアクセス頻度に関する情報を取得する必要があるため、化ストレージプールが作成された直後に自動階層開始することができないことに注意してください。また、それ以外の場合、データアクセスパターンは正確ではないので、フルタイムのためにスケジュールすることはできません。

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自動階層化のスケジュールを1日1回、翌日の午後8時から午前8時にセットアップします。
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自動階層スケジュールを1日2回に設定します。月曜日から金曜日まで、午前8時から午後2時までと午後7時から午前1時までです (それぞれ最大6時間)。

QTSバージョン4.3.0およびそれ以降では、Qtierが自動的に階層化スケジュールを設定せずにデータを再配置するためのオプションが追加されます。Qtierは、システム負荷が低いときにデータを階層し、負荷が高いときに階層化を停止します。このモードは、定義された低負荷時間のない24時間稼働するストレージに最適です。この機能を使用するには、Qtier自動階層化スケジュールの設定画面で「システムがアイドル状態のときに自動的にデータの再配置」を選択します。

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階層化スケジュールを設定する最良の時間が不明である場合は、「システムがアイドル状態のときに自動的にデータの再配置」を使用します。

スケジュールが設定されると、新しいストレージプールに「自動階層」の印が付き、新しく作成したプール上にボリュームまたはLUNを作成することができます。自動階層化タスクはスケジュールに基づいて実行され、アクセス頻度別にリアルタイムで書き込みデータが分析し、適宜、データが各層に移動します。ストレージプールの「管理」ボタンをクリックすると、各層に作成したRAIDグループを確認できます。自動階層管理オプションとまとめも表示されます。

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自動階層化と設定されたストレージプールがマークされます。
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自動階層化ストレージプールを選択し、「管理」をクリックして、詳細にRAIDグループの設定を参照し、さらに自動階層化を設定することができるようになります。

4. 作成後、自動階層を構成し、監視する

4.1.自動階層の構成

ストレージプールを選択し、「管理」をクリックします。また、自動階層の進捗状況のまとめが表示されます。「再配置状況」は、スケジュールに従って現在実行されている自動階層化を表示し、「有効スケジュール」は、有効である自動階層化を表示します。

ここで2つ追加オプションを設定することができます。最初のものは「データ配分率」です。低に設定することで、データ移行の再配置時にNASは多くのリソースを使用しません。したがって、自動階層化を行うとき、性能への影響を最小限に抑えます。高に設定すると、NASは、自動階層化ジョブのためのより多くのリソースを使用します。予定された時間の間に階層化は多くのデータを転送することができます。また、NASの性能も影響を受けることになります。

2つ目は、「データの割り当て優先度」です。SSDが選択されている場合、それが一杯*でない限り、すべての新しいデータがSSDに最初に書き込まれます。このロジックの場合、容量が選択されているとき、すべての新しいデータはSATAドライブに最初に書き込まれ、後に自動階層化によって再配置されるSSDに移動します。

これら 2 つのオプションとスケジュールは、このビューで管理」を開くと構成できます。

* 階層が最優先に設定されていますが、すでに一杯である場合、システムが自動的に次の層にデータを書き込みます。

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自動階層進捗状況のまとめ情報は、「管理」ページで確認できます。また、追加設定を行うことができます。
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「Manage (管理)」タブを開き、スケジュール、再配置率、割り当てレベルを構成します。

4.2.自動階層の監視

構成を除き、「容量のために最適化されたデータ量」と「性能のために最適化されたデータ量を」が表示されます。これらの2つの数字は、最後の自動階層化スケジュールにおいて、異なる階層間で上下に移動したデータサイズの要約です。

「統計」ボタンを押すことで、より詳細に自動階層化を監視することができます。「使用済み」列には、各階層で使用される総容量が記載されています。「合計」列には、各階層の合計領域が記載されています。「上へ移動」と「下に移動」には、最後の自動階層化スケジュール間で異なる階層間で移動されたデータを示します。「名前/エイリアス」と「RAIDタイプ」は、RAIDグループに属している階層を識別するのに役立ちます。

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自動階層の詳しい統計は自動階層統計ウィンドウに表示されます。

「過去のレポート」で各層のタスクを詳しく確認することもできます。あるタスクで移動したデータ、タスク完了後の合計使用済み領域、現在のタスクと傾向グラフなどを簡単に監視できます。

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階層タスク別の自動階層結果を監視するには、過去の「超高速」または他の層を選択します。
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「システムがアイドル状態のときに自動的にデータの再配置」を使用している間の統計グラフは、過去の日、週、または月単位における階層化アクティビティを表示するオプションを追加します。
 
リリース日: 2015-10-13
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