Generelt har disk- eller diskarrays den bedste ydeevne i et enkelt værtsforbindelsesscenarie. De fleste operativsystemer er baseret på eksklusive filsystemer, hvilket betyder, at et filsystem kun kan ejes af et enkelt operativsystem. Som et resultat optimerer både operativsystemet og applikationssoftwaren datalæsning og -skrivning til disklagersystemet baseret på dets egenskaber. Denne optimering har til formål at reducere fysiske søgetider og reducere diskens mekaniske responstider. Dataanmodningerne fra hver programproces håndteres af operativsystemet, hvilket resulterer i optimerede og velordnede datalæse- og skriveanmodninger for disken eller diskarrayet. Dette fører til den bedste ydeevne af lagersystemet i denne opsætning.
For disk-arrays, selvom der tilføjes en ekstra RAID-controller mellem operativsystemet og de individuelle diskdrev, administrerer og verificerer nuværende RAID-controllere primært diskfejltoleranceoperationer. De udfører ikke fletning, genbestilling eller optimering af dataanmodninger. RAID-controllere er designet ud fra den antagelse, at dataanmodninger kommer fra en enkelt vært, der allerede er optimeret og sorteret efter operativsystemet. Controllerens cache giver kun direkte og beregningsmæssige bufferfunktioner uden at sætte data i kø til optimering. Når cachen er hurtigt fyldt, falder hastigheden øjeblikkeligt til den faktiske hastighed for diskoperationerne.
RAID-controllerens primære funktion er at skabe en eller flere store fejltolerante diske fra flere diske og forbedre den overordnede datalæse- og skrivehastighed ved hjælp af caching-funktionen på hver disk. RAID-controllernes læsecache forbedrer diskarrayets læseydeevne betydeligt, når de samme data læses inden for kort tid. Den faktiske maksimale læse- og skrivehastighed for hele diskarrayet er begrænset af den laveste værdi blandt værtskanalbåndbredden, controller-CPU's verifikationsberegning og systemkontrolfunktioner (RAID-motor), diskkanalbåndbredde og diskydeevne (den kombinerede faktiske ydeevne af alle diske). Derudover kan uoverensstemmelse mellem optimeringsgrundlaget for operativsystemets dataanmodninger og RAID-formatet, såsom blokstørrelsen af I/O-anmodninger, der ikke stemmer overens med RAID-segmentstørrelsen, påvirke diskarrayets ydeevne betydeligt.
Ydeevnevariationer af traditionelle Disk Array Storage Systems i Multiple Host Access
I scenarier med flere værtsadgange falder ydeevnen af diskarrays sammenlignet med enkelt værtsforbindelser. I små diskarray-lagringssystemer, som typisk har et enkelt eller redundant par diskarray-controllere og et begrænset antal tilsluttede diske, påvirkes ydeevnen af de uordnede datastrømme fra forskellige værter. Dette fører til øgede disksøgningstider, datasegmentheader og haleinformation og datafragmentering til læse-, fletnings-, verifikationsberegninger og omskrivningsprocesser. Følgelig falder lagerydeevnen, efterhånden som flere værter er tilsluttet.
I storskala diskarray-lagringssystemer er ydeevneforringelsen forskellig fra den for små diskarrays. Disse systemer i stor skala bruger en busstruktur eller krydspunktskoblingsstruktur til at forbinde flere lagerundersystemer (diskarrays) og inkluderer caches med stor kapacitet og værtsforbindelsesmoduler (svarende til kanalhubs eller switches) til flere værter i bussen eller switching. struktur. Ydeevnen afhænger i høj grad af cachen i transaktionsbehandlingsapplikationer, men har begrænset effektivitet i multimediedatascenarier. Mens de interne diskarray-undersystemer i disse store systemer fungerer relativt uafhængigt, er en enkelt logisk enhed kun bygget i et enkelt disk-undersystem. Således forbliver ydeevnen af en enkelt logisk enhed lav.
Som konklusion oplever små diskarrays et ydelsesfald på grund af uordnede datastrømme, mens diskarrays i stor skala med flere uafhængige diskarray-undersystemer kan understøtte flere værter, men stadig står over for begrænsninger for multimediedataapplikationer. På den anden side oplever NAS-lagersystemer baseret på traditionel RAID-teknologi og bruger NFS- og CIFS-protokoller til at dele lager med eksterne brugere gennem Ethernet-forbindelser mindre ydeevneforringelse i miljøer med flere værtsadgange. NAS-lagersystemer optimerer datatransmission ved hjælp af flere parallelle TCP/IP-overførsler, hvilket giver mulighed for maksimal delt hastighed på omkring 60 MB/s i et enkelt NAS-lagersystem. Brugen af Ethernet-forbindelser gør det muligt at skrive data optimalt til disksystemet efter styring og genbestilling af operativsystemet eller datastyringssoftwaren i den tynde server. Derfor oplever selve disksystemet ikke væsentlig ydeevneforringelse, hvilket gør NAS-lagring velegnet til applikationer, der kræver datadeling.
Indlægstid: 17-jul-2023
