I allmänhet har disk- eller diskarrayer den bästa prestandan i ett scenario med en enda värdanslutning. De flesta operativsystem är baserade på exklusiva filsystem, vilket innebär att ett filsystem endast kan ägas av ett enda operativsystem. Som ett resultat optimerar både operativsystemet och applikationsmjukvaran dataläsning och skrivning för disklagringssystemet baserat på dess egenskaper. Denna optimering syftar till att minska fysiska söktider och minska diskens mekaniska svarstider. Dataförfrågningarna från varje programprocess hanteras av operativsystemet, vilket resulterar i optimerade och ordnade dataläs- och skrivförfrågningar för disken eller diskarrayen. Detta leder till bästa prestanda för lagringssystemet i den här installationen.
För diskarrayer, även om en extra RAID-kontroller läggs till mellan operativsystemet och de enskilda diskenheterna, hanterar och verifierar nuvarande RAID-kontroller primärt diskfeltolerans. De utför inte sammanslagning, omordning eller optimering av dataförfrågningar. RAID-kontroller är designade utifrån antagandet att dataförfrågningar kommer från en enda värd, redan optimerad och sorterad av operativsystemet. Styrenhetens cache tillhandahåller endast direkta och beräkningsmässiga buffringsmöjligheter, utan att köa data för optimering. När cachen snabbt fylls, sjunker hastigheten omedelbart till den faktiska hastigheten för skivoperationerna.
RAID-styrenhetens primära funktion är att skapa en eller flera stora feltoleranta diskar från flera diskar och förbättra den övergripande dataläs- och skrivhastigheten med hjälp av cachningsfunktionen på varje disk. Läscachen för RAID-kontroller förbättrar diskarrayens läsprestanda avsevärt när samma data läses inom en kort tid. Den faktiska maximala läs- och skrivhastigheten för hela diskarrayen begränsas av det lägsta värdet bland värdkanalens bandbredd, kontrollprocessorns verifieringsberäkning och systemkontrollkapacitet (RAID-motor), diskkanalbandbredd och diskprestanda (den kombinerade faktiska prestandan för alla diskar). Dessutom kan bristande överensstämmelse mellan optimeringsgrunden för operativsystemets dataförfrågningar och RAID-formatet, såsom blockstorleken på I/O-förfrågningar som inte överensstämmer med storleken på RAID-segmentet, avsevärt påverka diskarrayens prestanda.
Prestandavariationer av traditionella diskarraylagringssystem i åtkomst till flera värdar
I scenarier med flera värdåtkomster minskar prestandan för diskarrayer jämfört med enstaka värdanslutningar. I småskaliga diskarraylagringssystem, som vanligtvis har ett enda eller redundant par diskarraykontroller och ett begränsat antal anslutna diskar, påverkas prestandan av de oordnade dataflödena från olika värdar. Detta leder till ökade disksökningstider, datasegmenthuvud- och svansinformation och datafragmentering för läsning, sammanfogning, verifieringsberäkningar och omskrivningsprocesser. Följaktligen minskar lagringsprestandan när fler värdar ansluts.
I storskaliga diskarraylagringssystem skiljer sig prestandaförsämringen från den för småskaliga diskarrayer. Dessa storskaliga system använder en bussstruktur eller korspunktsväxlingsstruktur för att ansluta flera lagringsundersystem (diskmatriser) och inkluderar cacher med stor kapacitet och värdanslutningsmoduler (liknande kanalhubbar eller switchar) för fler värdar inom bussen eller switching strukturera. Prestandan beror till stor del på cachen i transaktionsbearbetningsapplikationer men har begränsad effektivitet i multimediadatascenarier. Medan de interna diskarray-undersystemen i dessa storskaliga system fungerar relativt oberoende, byggs en enda logisk enhet endast in i ett enda diskundersystem. Således förblir prestandan hos en enda logisk enhet låg.
Sammanfattningsvis upplever småskaliga diskarrayer en prestandaförsämring på grund av oordnade dataflöden, medan storskaliga diskarrayer med flera oberoende diskarrayundersystem kan stödja fler värdar men fortfarande har begränsningar för multimediadataapplikationer. Å andra sidan upplever NAS-lagringssystem baserade på traditionell RAID-teknik och använder NFS- och CIFS-protokoll för att dela lagring med externa användare via Ethernet-anslutningar mindre prestandaförsämring i miljöer med flera värdåtkomster. NAS-lagringssystem optimerar dataöverföring genom att använda flera parallella TCP/IP-överföringar, vilket möjliggör maximal delad hastighet på cirka 60 MB/s i ett enda NAS-lagringssystem. Användningen av Ethernet-anslutningar gör att data skrivs optimalt till disksystemet efter hantering och omordning av operativsystemet eller datahanteringsprogramvaran i den tunna servern. Därför upplever inte själva disksystemet någon betydande prestandaförsämring, vilket gör NAS-lagring lämplig för applikationer som kräver datadelning.
Posttid: 2023-jul-17
