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OceanStor 9000 V300R006C10 文件系统特性指南 05

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原理描述

原理描述

介绍InfoTier的相关概念和原理,包括分级的构成、重条带化、水位策略和文件池策略。

分级的构成

InfoTier特性根据文件属性的区别将文件存放在不同的分级上。分级由一个或多个节点池组成,节点池由多个节点组成,节点池内部划分成多个DiskPool,各DiskPool会创建对应分区。

节点池

节点池是组成分级的基本单位,由多个节点组成。

OceanStor 9000的节点根据硬件配置不同,可区分为以下几种:

  • P12、P12E、P25、P25E、P36和P36E为高性能存储节点,应用于OPS密集型应用场景(OPS-intensive applications)。

  • C36、C36E和C72为大容量归档节点,应用于大容量应用场景(Capacity applications)。

不同特性的节点会构成不同特性的节点池,进而组合成不同性能的分级,以实现对数据的分类管理。节点池的划分需要注意以下方面:
  • 节点池内只能包含同一种类型的节点。例如节点池内节点为P12,那么不允许安装、扩容其他类型的节点到该节点池,只能全部使用P12
  • 由P12、P12E、P25、P25E、P36、P36E、C36或C36E组成节点池时,一个节点池中最少包含3个节点,最多包含20个节点。由C72组成节点池时,一个节点池最少包含2个节点,最多包含10个节点。
  • 部署成功后,节点池中包含的节点不允许修改。如需调整节点所属的节点池,只能先删除该节点,再以扩容方式添加到其他节点池中。

节点池构建成功后,可以从一个分级移到另一个分级,且在分级之间移动时不对节点池内的数据重条带化。

DiskPool

将每个节点池中所有节点的硬盘按类型组成DiskPool。其中SSD硬盘组成的DiskPool用于存放启用SSD加速配置时小文件的数据,HDD硬盘组成的DiskPool存放数据和元数据。

第2~n(n为配备的SSD硬盘个数)个槽位的SSD硬盘组成一个DiskPool。HDD硬盘组成一个DiskPool。

说明:
实际DiskPool的划分与节点中硬盘配置相关。典型配置中各节点最多只有一块SSD,该SSD配置在第一个槽位为底层文件系统所用,则此时不存在SSD硬盘构成的DiskPool。如需要充分发挥OceanStor 9000对小文件读写性能的优势,需配置多块SSD。
分级
系统部署完成后,管理员可以根据业务需求设置分级,并指定节点池与分级的对应关系。系统中存在一个默认的分级,若不增加分级配置,则所有节点池都属于该默认分级。想要更好地发挥InfoTier特性的优势,建议配置多个分级以及对应的文件池策略。
  • 针对访问热度较高的数据,建议将硬盘处理能力强、响应速度快的服务器所属的节点池关联到此分级,保证系统对热点数据访问的响应速度,提升整个系统的存储性能。
  • 针对访问热度较低的数据,建议将硬盘响应速度较慢但总体存储容量较大的服务器所属的节点池关联到此分级,综合发挥不同存储服务器的优势,有效降低部署和维护成本。

建议同一个分级内为同种类型的节点池,但用户可根据实际情况调整分级内的节点池类型。

节点池、DiskPool和分级的结构关系
节点池、DiskPool和分级的结构关系如图3-1所示。此处SSD和HDD硬盘的个数为示例,实际情况请以节点实际配置为准。若想要SSD DiskPool,则需要配置多块SSD硬盘。
图3-1  节点池、DiskPool和分级的关系

重条带化

重条带化是指将已存储的数据迁移到其他分级或节点池中。

系统定期扫描元数据,根据文件池策略来判断已存放到存储系统内的文件是否需要重条带化,如果需要重条带化则下发重条带化任务。

重条带化的作用是按照文件池策略更新数据存放的位置,如图3-2所示。

图3-2  重条带化

在重条带化前,判断目的分级内的节点池占用空间是否高于只读水位,如果低于只读水位则可以进行重条带化,否则不进行重条带化。如果在重条带化过程中发现目的分级所有节点池的占用空间均高于只读水位,则停止向该分级内的重条带化。

在重条带化时,保证不对用户访问造成中断。如果用户修改正在重条带化的数据,若重条带化还未完成,则先停止对数据的重条带化并回滚,删除重条带化到新节点池中的数据,等待下次重条带化。

重条带化启动后,必须将本次重条带化执行完毕才能再次启动到其他位置的重条带化。例如当前需要把文件从分级1重条带化到分级2,在重条带化未完成时由于文件池策略的变化需要将文件重条带化到分级3,则必须先完成文件到分级2的重条带化才能启动到分级3的重条带化。

水位策略

InfoTier特性通过水位策略监控节点池的存储容量,以此为根据指引文件的存放。

相关概念

水位是指节点池中已用容量占硬盘有效容量的百分比,硬盘有效容量与该DiskPool中最小硬盘容量相同。水位包括高水位和只读水位。OceanStor 9000通过水位阈值来限制文件的存放和重条带化。同时通过设置节点池的溢出标识(Spillover)来限制达到只读水位时,是否可以向其他节点池写入。

通过水位策略控制节点池内数据写入的示意如图3-3所示。

图3-3  水位策略控制数据写入

高水位

系统默认的高水位为已用容量占硬盘有效容量的85%。当节点池的已用容量达到高水位时,系统上报容量不足告警,但仍允许数据写入。

默认高水位恢复阈值比高水位告警阈值低5%,即当已用容量恢复到80%以下时,容量不足告警恢复。高水位告警阈值和高水位恢复阈值可人工修改设置。

只读水位

系统默认的只读水位为已用容量占硬盘有效容量的90%。当节点池的已用容量达到只读水位时,系统上报只读告警,且该节点池禁止数据写入。

默认只读水位恢复阈值比只读水位告警阈值低5%,即当已用容量恢复到85%以下时,只读告警恢复,允许数据写入。只读水位告警阈值和只读水位恢复阈值可人工修改设置。

溢出标识(Spillover)

当节点池的已用容量达到只读水位且选中溢出标识(Spillover)时,该节点池禁止写入数据,但会将需要写入该节点池的数据自动写入到其他任意节点池或Spillover指定的节点池内。若Spillover指定的节点池超过只读水位,则数据写入失败。

当节点池的已用容量达到只读水位且未选中溢出标识(Spillover)时,该节点池禁止写入数据,也不会向其他节点池写入数据,指定写入该节点池的数据则写入失败。

水位阈值间配置关系
在设置节点池属性时,应保证如表3-3所示的水位阈值间配置关系:
表3-3  水位阈值间配置关系

水位阈值

配置范围

配置关系

只读水位告警阈值(%)

85~100
说明:
为保证系统性能和可靠性,建议只读水位告警阈值设置范围为85%~90%。
  • 只读水位告警阈值必须高于高水位告警阈值。
  • 只读水位恢复阈值必须高于高水位恢复阈值。
  • 只读水位告警阈值必须高于只读水位恢复阈值。
  • 高水位告警阈值必须高于高水位恢复阈值。

只读水位恢复阈值(%)

80~95

高水位告警阈值(%)

80~95

高水位恢复阈值(%)

75~90

文件池策略

管理员可以创建文件池策略,该策略将决定文件创建的存储位置,以及文件重条带化时的目标分级。

开启InfoTier功能之后,OceanStor 9000会执行文件策略匹配操作,根据匹配结果进行文件存放和重条带化。

文件池策略可以配置为多个参数的组合,参数组合间为“与”的关系,即文件属性必须同时满足某个文件池策略中所有参数的属性,才视为匹配此文件池策略。

文件池策略的参数如表3-4所示。

表3-4  文件池策略参数

文件参数

时间参数

性能参数

存放位置

文件名

创建时间

I/O次数

指定分级

文件路径

修改时间

I/O热度

任意分级

文件大小

最后一次访问时间

是否启用SSD加速

指定节点池a

用户/用户组

-

-

-

a:当文件池策略中只设置文件路径、用户/用户组、文件名时,存放位置可以指定节点池,否则只能是指定分级或任意分级。

管理员最多可以配置128条文件池策略,当匹配到多条策略时,将按照优先级最高的策略存放或重条带化文件。系统默认存在一个default策略,在无法匹配到其他文件池策略时,按照该策略来决定存放位置,default策略只在确定文件的初始位置时使用,其优先级最低。默认策略只允许修改,不允许删除。

文件在OceanStor 9000中的存储过程分为初次写入和储存后重条带化两个场景,下面通过一个实例,介绍文件初次写入和重条带化的过程。

假设由P25构成的节点池组成分级A,由C72构成的节点池组成分级B。有文件池策略如表3-5所示。当前空闲空间最大的分级为分级B。

表3-5  文件池策略

文件池策略名称

文件池策略

目标分级

文件池策略优先级

策略1

文件大小<100MB

I/O次数>20

分级A

最高

策略2

文件大小≥100MB

I/O次数≤20

分级B

较高

策略3

文件路径:/example

所属用户:VIP

分级A

较低

文件初次写入

对于初次写入到存储系统的数据,OceanStor 9000将根据文件对应的“文件路径”“文件名”“用户/用户组”检查文件池策略,决定文件初次存储的位置。
  • 如果匹配到相应的策略,对应的节点池已用空间未达到只读水位,则按照策略的要求将文件写入指定的分级。
  • 如果匹配到相应的策略,对应的节点池已用空间已达到只读水位且选中溢出标识(Spillover),则按溢出标识的设置将文件写入其他任意节点池或指定节点池。
  • 如果匹配到相应的策略,对应的节点池已用空间已达到只读水位且未选中溢出标识(Spillover),则文件写入失败。
  • 如果没有匹配到相应的策略,则将文件写入空闲空间最大的分级。
假设初次写入时,文件属性与文件池策略的匹配结果如表3-6所示。
表3-6  文件初次写入属性

文件

文件属性

文件池策略匹配结果

A

文件A是由VIP用户创建的且指定存放于“\example”目录

匹配到“文件策略3”,初次写入时应存储在分级A。

B

文件创建时文件B存放于“\abc”目录

未匹配到文件策略,初次写入时应存储在当前空闲空间最大的分级B。

C

文件创建时文件C存放于“\abc”目录

未匹配到文件策略,初次写入时应存储在当前空闲空间最大的分级B。

根据文件池策略匹配结果,在初次创建文件A、文件B和文件C时,文件存放的分级如图3-4所示。
图3-4  文件初次写入存放示意

已存储文件重条带化

对于已经存储的数据,OceanStor 9000通过监控文件属性的变化情况,将符合文件重条带化策略的数据自动迁移到对应的存储级别,为不同业务应用提供最优的存储性能。
  • 如果匹配到相应的策略,对应的节点池已用空间未达只读水位,则按照策略的要求将文件重条带化到指定的分级。
  • 如果匹配到相应的策略,对应的节点池已用空间已达到只读水位且选中溢出标识(Spillover),则按溢出标识的设置将文件重条带化到其他任意节点池或指定节点池对应的分级。
  • 如果匹配到相应的策略,对应的节点池已用空间已达到只读水位且未选中溢出标识(Spillover),则不进行文件存储位置重条带化。
  • 如果没有匹配到相应的策略,则不进行文件存储位置重条带化。
  • 如果在重条带化过程中发现目的分级所有节点池已用空间均达到只读水位,停止向该分级内的重条带化。
假设一天之后,文件属性变化及文件池策略匹配结果如表3-7所示。
表3-7  文件属性变更

文件

文件大小

I/O次数

文件池策略匹配结果

A

150MB

15

匹配到“文件策略2”和“文件策略3”,但“文件策略2”优先级高于“文件策略3”,则匹配的结果为“文件池策略2”,文件A应从分级A重条带化到分级B。

B

50MB

23

匹配到“文件策略1”,则匹配的结果为文件B应从分级B重条带化到分级A。

C

160MB

15

匹配到“文件策略2”,则匹配的结果为文件C仍然存储在分级B。

根据以上匹配的结果,文件重条带化的目标分级如图3-5所示。
图3-5  文件重条带化示意

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更新时间:2019-03-30

文档编号:EDOC1000162199

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