固态硬盘和闪存提高了私有云存储...
固态硬盘和闪存提高了私有云存储性能
2020-11-20
固态硬盘和闪存提高了私有云存储性能
共享很棒,但是共享能提高私有云存储服务的性能吗?考虑使用新的固态硬盘和网络选项来帮助您获得所需的速度。
私有云可以提供一个整合了敏捷性、灵活性和运营费用的定价模型,但它的性能,尤其是与存储服务相关的性能,将是一个巨大的挑战。当用户管理私有云时,管理员需要经常了解底层存储资源的使用情况,以避免存储资源短缺。
企业中的所有用户都在共享他们的私有云存储服务。这是可能的,因为私有云是网络存储,根据数据中心的配置,私有云可能离服务器实例只有几步之遥。网络和协议的延迟会降低带宽的可用性,但真正对私有云存储性能产生负面影响的是底层存储资源是共享的。对于每个硬盘驱动器(在云环境中仍然是存储资源的常见物理存在),无论其容量有多大,它都可以提供每秒150次输入/输出操作(IOPS)。目前一般系统的硬盘安装容量约为4TB,仅是三年前每TB IOPS的四分之一。换句话说,存储速度正在放缓。
性能变化的问题也源于私有云存储资源的共享特性。输入/输出事件通常是突然的,而不是稳定的。如果流量不繁忙,远远超过平均水平的I/O意外应用事件将获得快速的服务响应。但是,有时高流量应用程序的租户邻居会长时间占用I/O系统,从而影响服务器上的所有其他租户,导致他们需要更长的运行时间,从而导致工作延迟。
固态硬盘提高云存储性能
优化您的私有云存储资源的一种方法是以大型云服务提供商(CSP)为例。CSP为计算应用程序和存储应用程序引入了各种示例。固态硬盘存储和全闪存缓存是两个用户可以部署和改进IOPS的新技术。同时,由于SSD产品的价格与传统硬盘持平,我们可以预测,在未来三年,SSD存储产品将成为市场的一个选择。
固态硬盘的IOPS改进幅度相当大,与传统硬盘相比,从100倍到1000倍不等。这一性能飞跃将有助于解决共享网络存储响应缓慢的问题,但结果是,当前的网络和存储设施控制器成为瓶颈,因此多租户环境仍将受到高流量邻居租户的影响。例如,典型的10 GbE(千兆以太网)更快的网络已经悄然上市,例如25 GbE和每条链路有四个通道的主干链路。
虽然新技术的具体部署需要一些时间,而且嘈杂的租户邻居问题仍然存在,但更快的网络速度将解决瓶颈问题,提高云存储的性能。使用高价固态硬盘永久存储设备的解决方案是在服务器中部署本地实例固态硬盘存储。实例存储不是持久存储应用程序,它需要网络复制设备来执行写操作,但在“一个写操作和八个读操作”的典型用例中,它可以显著降低I/O负载。同时,将所有写操作映射到网络永久存储设备是一个很好的方法,大多数读操作都是在本地实现的。
固态硬盘通过使用实例存储,可以提供足够的I/O资源来满足高流量应用租户的需求,从而实现应用运行的巨大性能提升。如果操作系统(OS)支持非对称镜像I/O模式,用户可以避免重写I/O例程。
谷歌云平台带来的存储经验
根据云分析公司Cloud watcher的一份报告,值得注意的是,谷歌云平台的I/O率变化了2%。这说明云提供商在处理高流量应用租户时有自己的内部机制和高效的I/O传输机制。虽然谷歌将这一内部机制视为商业秘密,但我们知道谷歌将对其存储的数据进行本地化,以减少延迟。
此外,谷歌的管理软件可以按实例监控I/O速率,调整服务质量以补偿高工作负载,甚至从高工作负载应用程序中移除实例。在私有云中,这可能需要在服务器上部署特殊的高I/O实例,并辅以约束。
内存技术和容器技术的作用
内存技术未来可能会促进云领域I/O应用的发展。比如Google已经有了RAM硬盘存储的选项,但是非易失性双列直插式内存模块(NVDIMM)会让这类存储产品的价格更加实惠,将内存扩展到很多TB级存储设备。随着应用对输入输出速度要求的不断提高,非易失性内存将取代本地实例存储。NVDIMM技术也非常适合超融合拓扑,它将所有存储和计算资源紧密集成在一起。
容器技术为云存储的性能增加了一点热情。基于容器技术的虚拟化方法可以将任何服务器上的实例数量增加三到五倍。虽然只需要一个操作系统映像,但是每个服务器上运行的I/O会大大增加。但是,随着固态硬盘和高性能内存如上所述的变化,应该会有大量的输入/输出。
开发私有云存储时,要特别注意存储软件的选择。红帽和SanDisk合作开发了用于SSD部署的Ceph,在OpenStack社区表现不错。Scality和Caringo也活跃在这个领域,DDN的WOS系统在集成设备方面也表现出非常高的性能。


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