Новости Статьи VMware Veeam StarWind Microsoft ИТ-ГРАД Citrix Symantec 5nine События Релизы Видео Контакты Авторы RSS
Виртуализация и виртуальные машины

Виртуализация vSphere, Hyper-V, XenServer и Red Hat

Более 4860 заметок о виртуализации и виртуальных машинах VMware, Microsoft, Citrix, Red Hat

VM Guru / News / Как работает кэш на чтение в VMware Virtual SAN и новый документ о кэшировании на SSD.

Как работает кэш на чтение в VMware Virtual SAN и новый документ о кэшировании на SSD.

26/11/2015

Реклама:



Пост:

Компания VMware выпустила очень познавательный документ "An overview of VMware Virtual SAN caching algorithms", который может оказаться полезным всем тем, кто интересуется решением для создания программных хранилищ под виртуальные машины - VMware Virtual SAN. В документе описан механизм работы кэширования, который опирается на производительные SSD-диски в гибридной конфигурации серверов ESXi (то есть, SSD+HDD).

SSD-диски используются как Performance tier для каждой дисковой группы, то есть как ярус производительности, который преимущественно предназначен для обеспечения работы механизма кэширования на чтение (Read cache, RC). По умолчанию для этих целей используется 70% емкости SSD-накопителей, что экспериментально было определено компанией VMware как оптимальное соотношение.

SSD-диски значительно более производительны в плане IOPS (тысячи и десятки тысяч операций в секунду), поэтому их удобно использовать для кэширования. Это выгодно и с экономической точки зрения (доллары на IOPS), об этом в документе есть наглядная табличка:

То есть, вы можете купить диск SSD Intel S3700 на 100 ГБ за $200, который может выдавать до 45 000 IOPS, а это где-то $0,004 за IOPS. С другой же стороны, можно купить за те же $200 диск от Seagate на 1 ТБ, который будет выдавать всего 100 IOPS, что составит $2 на один IOPS.

Кэш на чтение (RC) логически разделен на "cache lines" емкостью 1 МБ. Это такая единица информации при работе с кэшем - именно такой минимальный объем на чтение и резервирование данных в памяти используется. Эта цифра была высчитана экспериментальным путем в исследовании нагрузок на дисковую подсистему в реальном мире, которое VMware предпочитает не раскрывать. Кстати, такой же величины объем блока в файловой системе VMFS 5.x.

Помимо обслуживания кэша на SSD, сервер VMware ESXi использует небольшой объем оперативной памяти (RAM) для поддержки горячего кэша обслуживания этих самых cache lines. Он содержит несколько самых последних использованных cache lines, а его объем зависит от доступной памяти в системе.

Также в памяти хранятся некоторые метаданные, включая логические адреса cache lines, валидные и невалидные регионы кэша, информация о сроке хранения данных в кэше и прочее. Все эти данные постоянно хранятся в памяти в сжатом виде и никогда не попадают в своп. При перезагрузке или выключении/включении хоста кэш нужно прогревать заново.

Итак, как именно работает кэширование на SSD в VMware Virtual SAN:

1. Когда операция чтения приходит к Virtual SAN, сразу же включается механизм определения того, находятся ли соответствующие данные в кэше или нет. При этом запрашиваемые данные за одну операцию могут быть больше одной cache line.

2. Если данные или их часть не находятся в RC, то для них резервируется буфер нужного объема с гранулярностью 1 МБ (под нужное количество cache lines).

3. Новые аллоцированные cache lines вытесняют из кэша старые в соответствии с алгоритмом Adaptive Replacement Cache (ARC), который был лицензирован VMware у IBM.

4. В случае промаха кэша каждое чтение одной cache line с HDD разбивается на чанки размером 64 КБ (этот размер тоже был определен экспериментально в ходе исследований). Это сделано для того, чтобы не забивать очередь на чтение с HDD "жирной" операцией чтения в 1 МБ, которая бы затормозила общий процесс ввода-вывода на диск.

5. В общем случае, одна операция чтения запрашивает лишь часть данных одной cache line, а первыми читаются именно нужные 64 КБ чанки с HDD-диска от этой cache line.

6. Запрошенные с HDD-диска данные сразу отдаются к подсистеме вывода и направляются туда, откуда их запросили, а уже потом в асинхронном режиме они попадают в соответствующие cache lines кэша и под каждую из них выделяется буфер 1 МБ в памяти. Таким образом устраняются потенциальные затыки в производительности.

В документе описаны также и механики работы кэша на запись (Write cache), для которого используется техника write-back, а также рассматриваются All Flash конфигурации. Читайте - это интересно!

Реклама







Зал Славы Рекламодателя
Ближайшие события в области виртуализации:

18/07/2019:  [Вебинар] Резервное копирование физических серверов и рабочих станций

Быстрый переход:
VMware StarWind IT-Grad Veeam PowerCLI Offtopic Gartner Citrix VSAN GDPR 5nine Hardware VeeamON Nutanix vSphere RVTools Enterprise Security Code Cisco vGate Microsoft Cloud SDRS Parallels IaaS HP VMFS VM Guru Oracle Red Hat Azure KVM VeeamOn 1cloud Docker Storage NVIDIA Partnership Dell Virtual SAN Virtualization VMTurbo vRealize VirtualBox Symantec Softline EMC Login VSI Xen Teradici Amazon NetApp VDI Linux Hyper-V IBM Google VSI Security Windows vCenter VMachines Webinar View VKernel Events Windows 7 Caravan Apple TPS Hyper9 Nicira Blogs Sun VMC Xtravirt Novell IntelVT Сравнение VirtualIron XenServer CitrixXen ESXi ESX ThinApp Books P2V Labs VTL Networking Horizon vCSA vSAN Tools vCloud Forum iSCSI SRM HCI App Volumes Video vROPs Workspace ONE Backup VMUG NSX vRNI HA Update Manager VCP VVols Workstation Update UEM DR Cache Storage DRS VMworld Workspace DRS Fusion Lifecycle Visio Log Insight Operations Manager SDDC Virtual Appliance OpenStack PowerShell LSFS Client Datacenter Intel Agent esxtop Book Photon Cloud Computing SSD Comparison Blast Performance Nested AWS XenDesktop VSA vNetwork SSO Host Client VMDK Whitepaper Appliance VUM V2V Support Обучение Web Client Mobile Automation Replication Desktop Fault Tolerance Vanguard SaaS Connector Event Free SQL Sponsorship Finance FT Containers Converter XenApp Snapshots vGPU Auto Deploy SMB RDM Mirage XenClient MP SC VMM Certification VDP Partners PCoIP RHEV vMA Award Network USB Licensing Logs Server Demo vCHS Calculator Бесплатно vExpert Beta SAN Exchange MAP ONE DaaS Monitoring VPLEX UCS SDK Poster VSPP Receiver vMotion VDI-in-a-Box Deduplication Reporter vShield ACE Go nworks iPad XCP Data Recovery Documentation Sizing Pricing VMotion Snapshot FlexPod VMsafe Enteprise Monitor vStorage Essentials Live Migration SCVMM TCO Studio AMD-V VirtualCenter NFS ThinPrint Plugin Bug Memory CLI Helpdesk Troubleshooting VIC Upgrade VDS Migration Director Stencils API Android Graphics Diagram Air DPM SIOC Flex Mac Open Source SSH VAAI Chargeback Heartbeat MSCS Ports SVMotion Bugs Composer
Интересные плакаты:

Постер VMware vSphere PowerCLI 6.3:

Постер VMware ESXi 5.1:

Постер VMware Hands-on Labs 2015:

Постер VMware Platform Services Controller 6.0:

Постер VMware vCloud Networking:

Постер VMware NSX (референсный):

Постер VMware vCloud SDK:

Постер VMware vCloud Suite:

Постер VMware vCenter Server Appliance:

Порты и соединения VMware vSphere 6:

Порты и соединения VMware Horizon 7:

Порты и соединения VMware NSX:

Управление памятью в VMware vSphere 5:

Как работает кластер VMware High Availability:

Постер VMware vSphere 5.5 ESXTOP (обзорный):

Постер Veeam Backup & Replication v8 for VMware:

Постер Microsoft Windows Server 2012 Hyper-V R2:

 

Популярные статьи:
Как установить VMware ESXi. Инструкция по установке сервера ESXi 4 из состава vSphere.

Включение поддержки технологии Intel VT на ноутбуках Sony VAIO, Toshiba, Lenovo и других.

Как настроить запуск виртуальных машин VMware Workstation и Server при старте Windows

Как работают виртуальные сети VLAN на хостах VMware ESX / ESXi.

Что такое и как работает виртуальная машина Windows XP Mode в Windows 7.

Типы виртуальных дисков vmdk виртуальных машин на VMware vSphere / ESX 4.

Сравнение Oracle VirtualBox и VMware Workstation.

Инфраструктура виртуальных десктопов VMware View 3 (VDI)

Бесплатные утилиты для виртуальных машин на базе VMware ESX / ESXi.

Как использовать возможности VMware vSphere Management Assistant (vMA).

Проектирование инфраструктуры виртуализации VMware vSphere 4.

Как поднять программный iSCSI Target на Windows 2003 Server для ESX

Работа с дисками виртуальных машин VMware.

Бесплатные программы для VMware ESX / ESXi в среде Virtual Infrastructure / vSphere (часть 2).

Новые возможности VMware vSphere 5.0 - официально.

Все ресурсы о виртуализации:
Интервью:

Alessandro Perilli
virtualization.info
Основатель

Ратмир Тимашев
Veeam Software
Президент


Купить:

VMware vSphere 6.5


Veeam Backup 9.5


Полезные ресурсы:


Видео компании VMware

Видео про Citrix Xen

Видео о виртуализации Microsoft

Утилиты для виртуальных машин Microsoft.

Книги на английском языке

Блоги на английском языке

Блоги на русском языке

Агрегация статей в твиттере VMC:


Copyright VM Guru 2006 - 2019, Александр Самойленко. Правила перепечатки материалов.