Wpływ ilości wolumenów na wydajność systemu RAID

Użytkownicy nigdy nie wiedzą jaki wpływ na osiągi RAID ma ilość uruchomionych wolumenów w jego obrębie. Zawsze padają pytania czy lepiej jest zrobić jeden RAID z jednym wolumenem, czy z kilkoma, a może kilka grup RAID i na każdym utworzyć po jednym wolumenie? Jaka opcja będzie najkorzystniejsza?

W tym wpisie postaramy się wyjaśnić która opcja będzie najkorzystniejsza, ale zanim zaczniemy musimy wyjaśnić sobie trzy pojęcia:

1. Agregacja wolumenów

Z powodu magnetycznej natury talerzy dysków twardych, głowica dysku musi poruszać się po ścieżkach danych zmagazynowanych na nośnikach. Ilość wolumenów w obrębie jednej grupie RAID jest ważna, ponieważ im jest ich więcej niż jeden, tym więcej operacji zapisu/odczytu musi być wykonane przez dyski, które należą do tej grupy RAID, co przekłada się na mniejszą wydajność takiej grupy RAID.

2. Efektywna ilość danych na dysku

Natura RAID jest taka, że im więcej grup RAID jest utworzona w obrębie jednego systemu tym więcej dysków przechowuje parytety danych. Teoretycznie przekłada się to na mniejszą wydajność, jest ona proporcjonalnie zależna od ilości wolnego miejsca na dane.

3. Cykle obliczeń bitów parzystości

Musimy wiedzieć, że RAID 6 w porównaniu do RAID 5 wykorzystuje więcej przestrzeni dysków do przechowywania bitów parzystości. Należy zdawać sobie sprawę, że bity parzystości nie są sprawdzane przy odczycie. Reasumując algorytm RAID 6 potrzebuje więcej czasu niż RAID 5 na przeliczenie funkcji bitów parzystości przy zapisie danych.

Teorie mamy już za sobą, teraz wykonamy dwa testy, które pokażą nam w praktyce jak to wygląda. W pierwszym teście zostały przetestowane następujące konfiguracje:

1R1V (1 RG zawiera 1 wolumen)
1R2V (1 RG zawiera 2 wolumeny)
1R3V (1 RG zawiera 3 wolumeny)
1R4V (1 RG zawiera 4 wolumeny)

Przebieg testu był bardzo prosty, stworzono RAID 5 z jednym wolumenem, wykonano pomiar i dodawano kolejny wolumen, aż do 4.

Na wykresie obserwujemy spadek wydajności przy wzroście ilości wolumenów. Między skrajnymi przypadkami spadek wydajności jest na poziomie 24-25% przy odczycie i 30-45% przy zapisie. Wszystkie testy były wykonywane oprogramowaniem IOmeter.

Drugi test miał na celu przetestować następujące konfiguracje:

1R4V (1 RG zawiera 4 wolumeny)
2R4V (2 RG każdy zawiera 2 wolumeny)
4R4V (4 RG każdy zawiera 1 wolumen)

W tym teście sprawdzimy jaką wydajność będzie miał system przy tej samej ilości wolumenów, w porównaniu do tej samej ilości wolumenów, ale umieszczonych na  odseparowanych grupach RAID. Zaczniemy od RAID 5 i czterech wolumenów i stopniowo będziemy je przenosić na nowo utworzone grupy RAID 5.

 Gołym okiem widać, że wydajność dysków przy odczycie wzrasta wraz z ilością grup RAID, wzrost jest na poziomie 50%. Jeżeli chodzi o zapis to utrzymał się on na tym samym poziomie, wpływ na to ma większa ilość dysków, która musi przeliczyć bity parzystości.

Mamy nadzieję, że teraz zanim wdrożycie macierz do produkcji będziecie wiedzieli czy dla waszego środowiska korzystniejszy będzie rozwiązanie z jedną grupą RAID czy z kilkoma. Wszystkie testy zostały wykonanie przez firmę Qsan, producenta systemów NAS i SAN.