データセンターのデータストレージシステムのパフォーマンスを向上させる方法

シスコによると、2019年までに、1人のユーザー毎月クラウドストレージに1.6 GBのデータを生成します。 情報量の増加は、IT市場の成長の主な要因であると同時に、インフラストラクチャにとって深刻な課題です。 したがって、この記事では、データセンターのSSDおよびHDDのパフォーマンスと効率を向上させる方法を説明します。





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データセンターのHDDおよびSSDのパフォーマンスに影響するもの



ストレージアーキテクチャに関係なく、ストレージパフォーマンスの問題データブロックサイズによって制限されます。従来のインフラストラクチャでも分散ストレージでも。 たとえば、ブロックを操作するときに同じ量のデータを使用する操作には、異なる量のリソースが必要です。1つのブロックまたは複数のブロックに100バイトを書き込むと、時間がかかります。



もう1つの要因は、システムがファイルにアクセスする方法と、ファイルがディスクに保存される方法です。 情報のロケーション手順は、HDDの場合、処理の遅延につながります。 同時に、ペタバイトを超える大きなデータは、すべてのファイルシステムが処理できるわけではない膨大な量のメタデータに変換されます。



ストレージのパフォーマンスは、テクノロジーの物理的な制限の影響も受けます。 生産性の向上に伴い、HDDパラメーターの開発のペースはムーアの法則に従わないと考えられています。 SSDは予測どおりに開発されています。業界が期待するように、容量のある帯域幅は成長しています。



ただし、HDDにはまだ操作の余地があります。ストレージデバイスの効率を向上させることを目的として、ディスクサイズを縮小し、記録密度を高める作業が進行中です。 たとえば、今年10月の初めにのみ、WDはマイクロ波磁気記録(MAMR)の新しい技術を導入しました 。これにより、開発者によると、40テラバイトのHDDを作成できます。





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ストレージのパフォーマンスを向上させる方法



ボトルネックを特定する


Gartner IncのリサーチディレクターValdis Filksは、ストレージシステムのパフォーマンスの「漏洩」の検索と宝の検索を比較します。 そして彼は、これには特別なツールが必要だと指摘しています。 今日、業界では、ストレージアレイの健全性を評価するための組み込みシステムと、サードパーティのストレージリソース管理(SRM)および監視ソフトウェアの両方を提供しています。



たとえば、Dell EMC 、ストレージリソースとレポートを管理するための組み込みツールを提供しています 。 使用されているアレイの容量、構成、パフォーマンスに関する統計を生成できます。 IaaSプロバイダーは、仮想インフラストラクチャのストレージパフォーマンスの監視に関して同様のソリューションを提供することに注意してください。



データを最適化する


プール内のドライブを正しく組み立てれば、ストレージのパフォーマンスを向上させることができます。 1つのオプションは、大量のデータを保存する低パフォーマンスのディスクを組み合わせて、動的なメモリ割り当てと重複排除を使用することです。



これらの機能を実行するには、多数の最新のソリューションがあります。 さらに、データおよび仮想サーバーの保護を提供します。 一例として ClearSky Dataソリューションがあります。これは重複データを排除し、バックアップおよび災害復旧機能を提供します。



プロジェクトのアイデアは次のとおりです。ビジネスに不可欠な情報を含むキャッシュはクライアントのサイトに保存され、「暖かい」データはローカルクラウドに配置され、「冷たい」データは外部クラウドに転送されます。 同社は、データをストレージポイント間で移動することで自動的に管理するソフトウェアを開発しました。 アルゴリズムは、情報の使用の強度と顧客の要件を分析します。



別のプロジェクトはDatriumスタートアップです。 開発者の考えは、重複排除が2回実行されるというものです。長期ストレージデバイスに転送される前とその後に、ローカルフラッシュメモリで実行されます。 当社の資料のいずれかで、他のインテリジェントな重複排除およびバックアップシステムについて読むことができます



キャッシュを最適化する


システムが使用するデータの量がキャッシュに対して大きすぎる場合、パフォーマンスが大幅に低下する可能性があります。 ストレージの仮想化問題の解決に役立ちます 。 ストレージシステムがサーバーおよびOSと通信するマウントポイントの仮想化により、DRAMを使用して共有キャッシュを作成できます。



その後、アプリケーションを高速化し、バッファリングを実行するために使用できます。 StorageSwiss分析会社の専門家は、リアルタイムトランザクション処理システムを使用する場合、このアプローチがうまく機能すると言います。



ネットワークパフォーマンスを最適化する


ネットワークのアップグレードは、ホストバスアダプター、ネットワークスイッチ、またはケーブルインフラストラクチャレベルの欠陥によりパフォーマンスが低下した場合に役立ちます。 ケーブル接続は、ストレージ効率を低下させる要因として見過ごさがちです。



別の理由は、非効率的なトラフィック管理です。 ネットワークの帯域幅が限られている場合、チャネルの一部をミッションクリティカルなサービス用に予約し、セカンダリ(電子メールなど)の作業を「強化」することができます。



トラフィック管理の品質を向上させるため、Ashton Metzler&Associates Inc.コンサルティンググループの専門家 データ配布モデルをタイムリーに変更するために、ネットワークを監視してレポートを準備することをお勧めします。



Viavi Solutionsの従業員によると、トラフィック管理の効果的な方法の1つは、階層的なサービス品質(H-QoS)システムです。 ネットワークポリシーとフィルタリングポリシーを組み合わせます。 H-QoSは、ネットワーク帯域幅を増やすことなく、待ち時間を短縮します。



ストレージ機能を使用する


SSDとHDDは同じ機能を実行しますが、それらは異なるテクノロジーに基づいています。 したがって、これらのデバイスには異なるアプローチが必要です。 たとえば、SSDの場合、断片化はパフォーマンスに影響しません。 これは、最適化の観点からデフラグを行ってもメリットが得られないことを意味します。 したがって、PC Magazine Labsチーム 、ソリッドステートドライブでこの機能を無効にすることが役立つ場合があると指摘しています。



また、ファイルの削除など、いくつかの操作の内部実装はSSDとHDDで異なることに注意してください。 また、SSDの一部の標準機能(フォーマットなど)のパフォーマンスは、パフォーマンスの低下にさえつながります。 また、この影響に対抗するには、TRIMコマンドを使用する価値があります 。これにより 、SSDデバイスに対する「 ガベージコレクション 」の影響が軽減されます。



OSでTRIMがサポートされていない状況があります。 このような場合、コマンドを「手動で」送信できるようにする特別なツールが開発されています。 これらのユーティリティは、空きブロックのリストを形成し、TRIMコマンドのシーケンスとしてディスクに転送します。 同時に、ユニバーサルツール(たとえば、 hdparm )と個々のメーカーのディスク専用のソフトウェア( Intel SSD Toolbox )の両方があります。



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