Cómo usar QNAP Qtier™ para organización automática por niveles y para optimizar el rendimiento de almacenamiento
1. Problemas y soluciones
Uno de los factores más importantes que deciden el rendimiento del almacenamiento siempre será la batalla entre el rendimiento de E/S (lectura y escritura) y la capacidad, cuando se considera la forma de configurar e implementar diferentes clases de unidades para obtener las mejores prácticas. Todas esas opciones tienen aspectos positivos y negativos:
Con alta capacidad pero rendimiento de E/S limitado.
Rendimiento de E/S máximo pero no solamente es costoso sino también tiene menos capacidad de almacenamiento disponible.
Combine las ventajas de unidades SSD y SATA para obtener capacidad y rendimiento al separar datos manualmente entre las dos clases de almacenamiento diferentes, pero no tienen flexibilidad.
La mejor opción aquí también podría ser la más inconveniente puesto que su personal de TI necesitará planear y configurar manualmente los datos que se deben incluir en cada almacenamiento y es aquí cuando Qtier™ interviene. Qtier™, un sistema de administración de almacenamiento de varios niveles que mantiene automáticamente los datos más activos en las unidades de alto rendimiento al separar un almacenamiento QNAP NAS en 3 niveles diferentes y por lo tanto no solamente libera la carga del trabajo administrativo sino también permite separar los dos para obtener más precisión cuando se desee obtener las mejores prácticas con el fin de aumentar el rendimiento de almacenamiento.
En el laboratorio de QNAP, usamos un servidor equipado con dos procesadores Intel Xeon E5-2620v3 (cada procesador con 6 núcleos, 12 subprocesos) y un total de 24 trabajadores en IOmeter para probar el rendimiento de Qtier™ con TVS-EC1580MU-SAS-RP (SSD RAID 10* con 6 unidades SAS). El resultado con 4k IO, 100% lectura aleatoria, 12 operaciones de EO restantes por trabajador es de 140.000 IOPs. El tiempo promedio de respuesta de E/S fue de 0,3ms con interfaces de 40 GbE y de 0,7ms con interfaces de 10 GbE.
* El hardware usado para la prueba:
Servidor: Supermicro SYS-6028U-TR4T+
Memoria: 16 GB
CPU: 2 Intel Xeon E5-2620 v3 a 2,40 GHz
QNAP NAS: TVS-EC1580MU-SAS-RP
Memoria: 12 GB
CPU: Intel Xeon E3-1246 V3 a 3,50 GHz
Unidades de disco duro: Seagate SAS-SSD ST400FM0053*6, otras son Seagate NL-SAS ST1000NM0023.
Configuración de direcciones RAID: RAID10 para SSD, RAID 5 para unidades NL-SAS
La tecnología de Qtier™ también es compatible la caché SSD que existe en QTS 4.2. La caché SSD pretende mejorar la frecuencia de aciertos de la caché al mover los datos de lectura con acceso frecuente de forma aleatoria a una caché SSD. Por otra parte, Qtier™ mueve datos de acuerdo a los resultados de análisis de datos y al programa. A continuación se presenta la comparación básica de la memoria caché SSD y la clasificación automática por niveles de Qtier™:
| Comparación | Qtier™ | Caché SSD | SSD lleno |
|---|---|---|---|
| 1. Espacio SSD disponible | Expandir según la necesidad | Limitado por la memoria disponible* | Expandir según la necesidad |
| 2. Precio | Baja | Baja | Alta |
| 3. Almacenamiento aplicable | Volumen/LUN | Volumen/LUN | Volumen/LUN |
| 4. Método de migración de datos | Programado | Automático | - |
| 5. Mecanismo de migración de datos | Mueve datos a niveles superiores dependiendo de la frecuencia de acceso | Replica los datos con acceso frecuente a un almacenamiento SSD | Todos los datos se almacenan en SSD |
| 6. Escenarios de aplicación | Usado para cargas de trabajo de E/S predecibles, tales como servidores de archivos/web/correo electrónico, virtualización de aplicaciones o edición de vídeo. | Usado para entornos con acceso a datos altamente frecuente, tales como virtualización de aplicaciones o edición de vídeo. | Típicamente, se usa para aplicaciones que requieran E/S rápida/intensa, tales como bases de datos o entornos virtualizados. |
* Para obtener más información relacionada con la caché SSD, consulte aquí.
* La SSD ya usada por Qtier™ no la puede volver a usar la caché SSD.
2. Introducción
2.1. Requisitos del sistema
Qtier solamente está disponible en ciertos modelos del NAS. Para más información, consulte la Introducción de Qtier.
Además, debe actualizar el firmware del QNAP NAS a la versión 4.2 e implementar las unidades SSD y HDD en el NAS* para usar Qtier™.
* Para usar el nivel de alta velocidad, también debe usar unidades SAS, las cuales solamente las admiten los modelos identificados con "SAS" .
3. Crear espacio de almacenamiento con Qtier™
Para usar Qtier™, tendrá que implementar diferentes tipos de unidades en el QNAP NAS primero*. Una vez que todas las unidades estén conectadas y listas, crear un conjunto de almacenamiento en “Administrador de almacenamiento” > “Espacio de almacenamiento” > “Crear conjunto de almacenamiento”. Cuando esté usando un modelo que admita Qtier™, en el primer paso del asistente de creación de conjuntos de almacenamiento se le pedirá que "Habilite la organización automática por niveles del almacenamiento". Marque la casilla de verificación y continúe.
En el siguiente paso, se mostrará una columna llamada “Tipo de grupo RAID” y el valor “Ultra Alta velocidad (SSD)” está seleccionado. Ahora, podrá seleccionar las unidades SSD que usará en la construcción de este conjunto de almacenamiento con el grupo RAID de nivel de ultra alta velocidad. Después de confirmar la selección, siga las indicaciones del asistente para terminar la creación del conjunto almacenamiento con el primer nivel.
Una vez creado el conjunto de almacenamiento, recibirá un mensaje para configurar otro nivel del conjunto de almacenamiento. Una vez que haya seleccionado “Aceptar”, podrá seleccionar los diferentes tipos de unidades que se usarán como niveles diferentes del conjunto de almacenamiento*. En el siguiente ejemplo, el grupo RAID “Capacidad (SATA, NL-SAS)” se ha configurado.
Una vez que haya configurado todos los niveles, el sistema le pedirá que habilite el programa de organización automática por niveles. En esta vista podrá seleccionar cuándo el sistema debería iniciar la asignación de los datos. Debido a que la acción de reubicación podría afectar el rendimiento de E/S del almacenamiento, se sugiere que no configure un programa intenso y que solamente habilite la organización por niveles durante las horas no laborables puesto que los solicitudes de acceso a los datos es menos frecuente*.
* Tenga en cuenta que la organización automática por niveles no se puede iniciar inmediatamente después de crear el conjunto de almacenamiento debido a que necesita recuperar información sobre la frecuencia de acceso a los datos. Además, no se puede programar de tiempo completo porque el patrón de acceso a los datos no será preciso.
QTS versión 4.3.0 y versiones posteriores tienen la opción para que Qtier automáticamente reubique los datos sin necesidad de crear un programa de organización por niveles. Qtier organizará los datos por niveles cuando la carga del sistema sea baja y lo detendrá cuando la carga del sistema sea alta. Este modo es ideal para el almacenamiento usado 24/7 sin tiempos de carga bajos definidos. Para usar esta característica, seleccione “Reubicar datos automáticamente cuando el sistema esté inactivo” en la ventana de configuración de programación de organización automática por niveles de Qtier.
Una vez que haya configurado el programa, podrá ver que el nuevo conjunto almacenamiento se ha marcado como “Organización automática por niveles” y ahora usted podrá crear un volumen o LUN en él. La tarea de organización automática por niveles se conducirá de acuerdo al programa para analizar los datos escritos en tiempo real por frecuencia de acceso y luego moverá los diferentes datos a diferentes niveles según corresponda. Al hacer clic en el botón “Administrar” en el conjunto de almacenamiento, usted podrá revisar los grupos RAID creados para cada nivel y las opciones y el resumen de administración de organización automática por niveles también estarán disponibles en esta vista.
4. Configurar y monitorizar la organización automática por niveles después de la creación
4.1. Configuración de la organización automática por niveles
Seleccione el conjunto de almacenamiento y luego haga clic en “Administrar”. Podrá ver el resumen del progreso de la organización automática por niveles. El “Estado de la reubicación” muestra lo se esté ejecutando ahora en la organización automática por niveles, de acuerdo al programa. “Habilitar programa” muestra lo que la organización automática por niveles tenga habilitado.
Dos opciones adicionales se pueden configurar aquí. La primera es “Velocidad de asignación de datos”. Al especificarla en baja, el NAS no usará muchos recursos durante la reubicación de migración de datos y por lo tanto se minimizará el impacto en el rendimiento cuando se realiza la organización automática por niveles. Al especificarla en alta, el NAS usará más recursos para el trabajo de la organización automática por niveles e incluso la organización por niveles puede transferir más datos durante el tiempo programado. El rendimiento del NAS también se afectará.
La segunda opción es “Prioridad de asignación de datos”. Si se selecciona SSD, todos los datos nuevos se escribirán primero en SSD a menos que esté llena*. Siguiendo esta lógica, si se selecciona la capacidad, todos los datos nuevos se escribirán primero en la unidad SATA y luego se moverán a SSD solamente después de que se hayan reasignado por medio de la organización automática por niveles.
Esas dos opciones, así como el programa, se podrán configurar una vez que abra la pestaña “Administrar” en esta vista.
* Si un nivel se establece como la primera prioridad pero está lleno, el sistema automáticamente escribirá los datos automáticamente en el siguiente nivel.
4.2. Monitorizar la organización automática por niveles
A excepción de la configuración, también podrá ver “Cantidad de datos optimizados por rendimiento” y la “Cantidad de datos optimizados por capacidad”. Dichos valores son el resumen del tamaño de los datos que se hayan movido de forma ascendente o descendente entre los diferentes niveles en el último programa de organización automática de niveles.
Al presionar el botón “Estadísticas”, puede monitorizar la organización automática por niveles de forma más detallada. La columna “Usado” identifica el espacio total usado en cada nivel; la columna “Total” identifica el espacio total usado de cada nivel; las columnas “Mover ascendentemente” y “Mover descendentemente” muestran los datos que se hayan movido a diferentes niveles del último programa de la organización automática por niveles. El “Nombre/Alias” y “Tipo de RAID” ayudan a identificar los niveles que pertenezcan a cada grupo RAID.
También puede revisar el “Informe del historial” para obtener más detalles de cada tarea de la organización por niveles incluyendo movimiento ascendente y descendente de una tarea, el espacio total usado después de completar una tarea y las tareas actuales con un gráfica de tendencia para facilitar la monitorización.
