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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

介绍通过在客户端配置多个网口和安装DFSClient实现的多连接方式和Mac OS X客户端缓存优化。

多连接

介绍NFS协议增强特性在两种客户端配置分别实现的多连接,包括建立链路和数据传输。

优化前

Mac OS X客户端和Linux客户端在使用NFS协议进行共享目录时,只能与存储集群建立单连接。如图12-1所示,客户端有四个网口,但只能与OceanStor 9000中的一个前端业务网口建立链路,传输文件时只能利用一个前端业务网络接口的带宽能力。这样既限制OceanStor 9000性能的发挥,又浪费客户端的网口资源。

图12-1  单连接性能瓶颈示意

优化后

OceanStor 9000引入NFS协议增强特性,通过在客户端配置多个网口,并安装DFSClient,实现客户端与OceanStor 9000之间多连接,可以极大的提升客户端访问OceanStor 9000的带宽和数据传输效率,达到业务需求。

NFS协议增强特性在两种客户端实现的多连接方式如表12-5所示。

表12-5  两种客户端的多连接实现方式

客户端

链路连接方式

数据传输方式

Mac OS X客户端

一对一连接

链路轮选

Linux客户端

全连接

链路负载均衡

Mac OS X客户端的多连接
Mac OS X客户端建立链路和数据传输过程如下:
  1. Mac OS X客户端向OceanStor 9000发起连接请求。
  2. OceanStor 9000返回多个动态前端业务IP地址,每个IP地址与Mac OS X客户端的一个IP地址建立连接,即一对一连接如图12-2所示。
    图12-2  Mac OS X客户端建立链路示意
    其中根据Mac OS X客户端待建立连接的IP地址数(下面用字母M表示)和OceanStor 9000的动态前端业务IP地址数(下面用字母S表示),DFSClient建立的链路数目为两个IP地址数中的最小数目,如下所示:
    • M大于等于S

      OceanStor 9000将返回全部的动态前端业务IP地址,可建立的链路数目为S。

    • M小于S

      OceanStor 9000将随机返回动态前端业务IP地址,返回的个数为M,可建立的链路数目为M。

  3. 上层业务并发视频文件读写,一个文件在一条链路上传输,当遍历完所有链路时,将再次选择第一条链路传输文件。这样依次循环的选择链路进行文件传输,即链路轮选如图12-3所示。
    图12-3  Mac OS X客户端数据传输示意

相比单连接中的一条链路,DFSClient可以实现Mac OS X客户端与OceanStor 9000建立多条链路,有效提升Mac OS X客户端访问OceanStor 9000的带宽。

在多层视频编辑过程中,需要并发访问多个视频文件,DFSClient可以均衡每条链路上的视频文件数,提高数据传输效率。

Linux客户端的多连接
Linux客户端的建立链路和数据传输过程如下:
  1. Linux客户端向OceanStor 9000发起连接请求。
  2. OceanStor 9000将返回多个动态前端业务IP地址,每个IP地址与Linux客户端的所有IP地址都建立连接,即全连接如图12-4所示。
    图12-4  Linux客户端建立链路示意

    其中可建立的链路数目等于Linux客户端待建立连接的IP地址数(用字母R表示)乘以OceanStor 9000返回的动态前端业务IP地址数(用字母S表示),即链路数目=R×S。

  3. 上层业务并发文件读写,选择链路时将比较所有链路的负载情况,选择负载最小的链路进行数据传输,可以均衡每条链路的数据量,即链路负载均衡如图12-5所示。
    图12-5  Linux客户端数据传输示意

相比单连接中的一条链路,DFSClient可以实现Linux客户端与OceanStor 9000建立多条链路,有效提升Linux客户端访问OceanStor 9000的带宽。

在大量数据读写的情况下,DFSClient可以均衡链路数据量,提升数据传输效率。

缓存优化

介绍DFSClient在Mac OS X客户端实现的缓存优化,包括增大I/O粒度和优化预读条件。

增大I/O粒度

Mac OS X客户端读写I/O粒度最大只有64KB,而4K视频数据量大,仅一分钟时长的片源即可达到几个GB,造成Mac OS X客户端与OceanStor 9000频繁交互进行数据读写,形成超高清编辑场景下的性能瓶颈。

以客户端中的一条链路读取1024KB数据的业务为例,交互次数如图12-6所示。优化前Mac OS X客户端每次只能读取64KB数据,需要与OceanStor 9000交互16次才能完成数据读取。当读粒度增加为1024KB时,只需要1次交互就可以完成数据读取。

图12-6  I/O粒度增大前后对比

DFSClient突破64KB块粒度的限制,最大可支持读粒度1024KB、写粒度128KB的大I/O粒度,可以有效减少Mac OS X客户端与OceanStor 9000之间的交互次数,有效利用端口物理带宽。

优化预读条件

Mac OS X客户端的文件预读指提前将数据量读到缓存中,在上层应用需求数据时,直接从缓存中读取数据,有效减少磁盘的寻道次数和上层应用的等待时间。

图12-7所示,Mac OS X客户端的缓存数据量充足时,缓存直接返回上层应用需求的数据量,且不会向OceanStor 9000读取数据。只有当缓存数据量不能满足上层应用需求时,缓存才向OceanStor 9000发起读请求,且需等待缓存读取满后,才返回给上层应用需求的数据。从而造成OceanStor 9000读请求集中,同时由于一次读取的数据量较多,需要耗费较长的读取时间,造成上层业务的响应时延变长。

图12-7  优化前Mac OS X客户端的预读条件示意
图12-8所示,NFS协议增强特性通过在Mac OS X客户端中安装DFSClient,针对Mac OS X客户端的预读条件进行优化。优化后当上层应用向缓存发起数据读请求时,就触发缓存向OceanStor 9000发起预读,保证缓存中的数据量,并避免了大量的读请求和上层应用的等待时延。
图12-8  优化后Mac OS X客户端的预读示意
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更新时间:2019-03-30

文档编号:EDOC1000162199

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