1、NetApp技术报告SANtricity动态磁盘池最佳实践指南NetApp公司AlexanderSammer2012年12月ITR-4115重要说明：分发前必读本文档可供所有NetAppE系列营销团队使用；在向NetApp外部分发之前，必须针对目标受众进行相应修改。目录1 简介31.1 概述31.2 目标用途32 技术概述32.1 DDP相对于传统RAID组的优势32.2 限制和局限性43 系统设置最佳实践43.1 DDP还是传统RAID?43.2 池的大小应为多少？43.3 隔离与整合53.4 连续工作负载性能53.5 随机工作负载最佳实践53.6 数据库、Exchange,文件共享和OLT
2、P（大多数为小型块随机读写）53.7 备份、归档和介质（大多数为大型块连续读写）53.8 使用SSD53.9 恢复优先级设置最佳实践63.10 高级功能和优势74 总结7参考8表格目录表1）DDP/传统RAID组比较表。7插图目录图1）何时使用DDPc4图2）RAID重建与DDP重新构建。6图3）IOP性能下降C61简介1.1 概述作为NetApp以无忧技术增强E系列部署之策略的一部分，NetApp倍感自豪地推出了动态磁盘池（DynamicDiskPool,DDP）功能，此功能正在申请专利。DDP功能旨在通过简化管理和自我优化提供安全无忧的存储，并可随时保持可预测的性能，而无论发生何种情况（包
3、括从驱动器故障中恢复）。DDP技术可将重建时间缩短高达八倍，从而显著降低发生连锁式多磁盘故障的风险，从而提供出色的数据保护。DDP技术的四项重要原则包括： 避免复杂的RAID管理。 无需管理空闲热备用驱动器。 无需重新配置RAID即可在磁盘池中添加驱动器。 与传统RAID模式相比，减少了单个或多个驱动器发生故障后性能下降的情况。1.2 目标用途此信息是为NetApp客户、合作伙伴和OEM提供的。2技术概述随着SANtricity.8310.84软件版本以及相关控制器固件的推出，E5400和E2600存储系统添加了一项全新功能，该功能不仅可以使用户创建先前传统的RAID组，而且还可以创建DDP。
4、利用DDP技术，存储管理员可以创建大型物理磁盘池，从而显著简化管理工作，改进数据保护并提高性能一致性。DDP功能可以在磁盘驱动器池中动态分发数据、备用容量和保护信息。这些池最低可容纳11个驱动器，最高可容纳一个存储系统中的所有驱动器一高达384个磁盘。除了创建DDP池之外，存储管理员仍可选择创建传统的RAID组，并与DDP甚至多个DDP结合使用，从而实现前所未有的灵活性。DDP技术相当于另一个RAID级别，可在执行诸如重建、驱动器扩展以及处理驱动器丢失等任务时虚拟化基础RAID架构，以优化性能并提高灵活性。DDP可利用分配给池的所有磁盘创建大量虚拟RAID集（数量高达百万），并在所有成员驱动器
5、之间均匀分布数据。如果某一驱动器丢失或添加一个驱动器，系统可在所有活动驱动器之间动态重新平衡数据。本最佳实践指南从技术层面对DDP功能进行了概述，并为该功能的使用提供了最佳实践指南。有关DDP的详细说明，请参阅技术报告TR4077LSANtriCitV10.83动态磁段池概述I2.1 DDP相对于传统RAID组的优势与传统RAID组相比，DDP技术具有以下优势。 支持精简配置卷，以使管理员可以更好地管理存储容量。 DDP可以同时扩展多达12个磁盘.而传统的RAID卷组只能同时扩展2个磁盘。 DDP可以扩展至控制器所能支持的全部数量的磁盘，即192个或384个磁盘；而对于传统的RAID组来说，大
6、多数RAID配置最多支持30个磁盘。 不再需要使用热备件。DDP具有一定的预留容量，可以应对可能出现的驱动器故障。备用容量分布在所有驱动器中，由于系统会使用所有磁盘，因而可以简化管理并提高性能。 可消除因删除卷而留下的不连续的孤立容量空间所产生的容量碎片。 与传统RAID相比，采用DDP技术后，可将重建时间缩短高达8倍，而将恢复时间缩短高达72倍,2.2 限制和局限性DDP具有一些传统RAID组所不具有的限制。这些限制包括： 创建DDP最少需要11个磁盘， 一个DDP中所有卷的分段大小为128KB1该大小无法修改。 不支持动态RAID迁移（DynamicRAIDMigratiOQDRM）功能
7、不具备预读冗余检查功能（也称为“数据保证”或TlOPI）。 不具备托盘和抽盒丢失保护功能。 不支持迁移到其他E系列存储系统。 卷的最大容量为64TB。 由于通常驱动器数量较少，SSD驱动器只能配置为传统的RAID组。但是，DDP卷支持适用于SSD缓存的智能缓存分层功能。3系统设置最佳实践一般来说，如果所使用的环境要在一个存储阵列中托管多个应用程序，则最佳做法是使用DDPoDDP的设计最适合随机工作负裁环境，一个存储系统中的多个应用程序可使该存储阵列具有随机特征。如果每个RAID组有一个需要高性能的应用程序（例如流媒体），则最佳做法是使用传统的RAID组。如果希望存储系统在较长时间内保持最高的驱
8、动器性能，则无论是连续工作负载还是随机工作负载，传统RAID组的性能都要优于DDPo3.1 DDP还是传统RAID?与传统的RAID相比，DDP提供了多项重要功能，在选择存储虚拟化技术时需要予以考虑。注：当出现双驱动器故障时，DDP会首先重建重要分段，从而使系统可以在首次出现双驱动器故障后数分钟内不会受到另一个驱动器故障的影响，3.2 池的大小应为多少？DDP最多可扩展至阵列所支持的所有磁盘数。虽然创建多个较小的池（每个池约为15个驱动器）可能会使性能略有提高，但在使用DDP的多工作负载环境中，最佳做法是创建一个大池。这样可减少管理开销，并缩短重建时间，并且在驱动器数量较多的情况下，性能通常也
9、会提高。3.3 隔离与整合在为同时包含日志卷和数据库卷的应用程序设置卷时，通常采用的最佳做法是，将日志卷隔离到RAID1（或RAID10）卷组中。NetAPP通过大量测试发现，在正常情况下，将日志卷和数据库卷放置在同一个基于DDP的卷中可以满足性能要求。因此，最佳做法是，在一个位置存放所有内容。创建卷时，清确认这些卷在控制器之间均匀分布（不仅卷的数量均匀分布，而且卷的功能也均匀分布）。在使用SANtrieityStOrageManager创建卷时,系统会自动在控制器之间平衡卷。此时，最佳做法是，确认卷的数量在控制器之间达到平衡，并且卷的类型（或卷的功能，例如，数据库卷）在控制器之间均匀分布。3
10、4 连续工作负载性能如果应用程序或卷是连续的，并且块传输大小通常较大，则最佳做法是，将它们隔离，并存放在其各自的传统RAID组中。 如果要向同一个池中同时写入多个连续工作负载，则存储阵列最终会具有随机工作负载特征。此时，使用DDP单一池可能会满足性能要求。 如果托管的是单一连续工作负载，并且：提高性能是主要目标，则最佳做法是，使用传统RAID组，以使每个存储组具有一个卷。重建性能是主要目标，则最佳做法是，使用DDP1其中，池中包含12个或15个驱动器，并且每个池具有一个卷。3.5 随机工作负载最佳实践在运行随机工作负载（例如，文件/用户服务、数据库、Web、电子邮件）的环境中，NetApp建
11、议创建一个磁盘池。此时，采用多个磁盘池提高性能不如采用单个池简化管理效果更佳。为每个磁盘池创建多个卷，并在两个存储控制器之间均匀分布各个卷（如果使用SANtriCityStorageManager创建卷，则默认情况下通常会采用这种做法）。如果工作负载要求高带宽/低延迟（例如，日志文件/归档/介质）,则最佳做法是，创建一个较小的RAID集，将数据流与其他I/O密集型卷分离。3.6 数据库、Exchange.文件共享和OLTP（大多数为小型块随机读写）DDP的设计最适合随机工作负载，例如，由数据库、Exchange和OLTP环境生成的工作负载。在此类环境中，最佳做法是，将所有卷存放在一个DDP上。
12、这种做法与使用传统RAID不同，使用RAID时，管理员会按照要求将卷与这些工作负载分离。在当今环境下，磁盘驱动器数量不断增加，而场地空间十分宝贵，此时，对工作负载进行分段处理并形成多个存储孤岛已不再可行，DDP的设计最适合这种环境，并可显著简化系统管理和数据库管理。它可以同时满足数据库日志和数据存储的性能需求。3.7 备份、归档和介质（大多数为大型块连续读写）这些应用程序往往需要充分利用基础磁盘，因而通常放置在其自己专用的介质中。对于此类环境，最佳做法是，使用传统的RAID组提高专属性能，而这正是这些应用程序通常所需要的。3.8 使用SSD尽管在DDP配置中并不支持SSD（需要11个SSD才能
13、创建一个DDP）,但您仍可在存储阵列中配备SSDo这些SSD可以属于传统卷组（例如，RAID1或10）,也可以属于使用SSD缓存的智能缓存分层。通常，最佳做法是，使用SSD缓存并分配最适合SSD缓存功能特征的卷。这种做法可以充分利用SSD的功能，并使SSD专用于特定卷，从而提高整个系统的性能。此外，还需要注意，在SSD缓存实施中，全部SSD容量均可供智能缓存分层使用；这一点与RAID配置不同，在RAID配置中，由于跟踪奇偶校验，会损失部分容量。3.9 恢复优先级设置最佳实践可以更改重新构建优先级设置，以便实现优化，进而缩短重建时间（最高优先级设置），或者最大程度地降低在重建驱动器期间对存储系统
14、性能的影响（最低优先级设置）。默认设置和最佳做法属于高优先级，可在缩短重建时间与保持可接受的系统性能之间达到平衡。重建降级的DDP比重建传统的RAID组速度更快，如图2所示。此外，与传统的RAID组相比，在此降级状态期间，对主机服务器的I/O性能所产生的影响微乎其微。图2）RAID重建与DDP重新构建。RAID重建与DDP重新构建（4k随机读取）驱动器计数 RAID 6 DDP中优先级 DDP高优先级1200108600400200OOO图3显示了在各种驱动器故障情形下获得的E2600存储系统性能衡量指标。该图说明，磁盘池越大,对DDP性能的影响越小。与传统RAID组相比，重建以及从降级状态或
15、危急状态过渡的速度更快。图3）IOP性能下降。K）P性能下降（4k随机读取） RAID6 DDP中优先级 DDP高优先级之所以会出现这种性能变化，是因为DDP将驱动器丢失保护与全面驱动器重建进行了分离，DDP会在其余驱动器之间重新平衡数据，从而仅影响阵列中需要计算奇偶校验的一部分驱动器。而传统的RAID将影响卷中的所有驱动器，因此整体性能会下降。预期性能降级以及完成所需重建操作需要的时间长度取决于多个因素，包括工作负载模式和重建优先级设置;3.10高级功能和优势与传统RAID相比，DDP具有以下优势。如果需要以下任何高级功能或优势，则需要使用DDP1因为这些功能是采用动态磁盘池技术构建的。这些
16、优势包括：1 .提供精简配置功能。有助于存储容量管理。2 .可以轻松扩展。使用DDP可将一个卷集一次扩展多达12个驱动器.而使用传统的RAID一次最多只能扩展2个磁盘。3 .动态磁盘池支持30个以上的驱动器。使用DDP时，可将磁盘池扩展至控制器所能支持的最多驱动器数，而使用传统的RAID5或6.系统仅限于30个驱动器，4 .能够承受两个以上驱动器故障，当在DDP中出现双驱动器故障时，系统会首先重新构建重要分段。这意味着，系统可以正常工作，并且不会受另一个驱动器故障的影响。虽然重新生成重要分段需要花费一些时间，但此过程要比完全重建RAID所需的总时间量缩短72倍，与传统RAID相比，驱动器的DD
17、P完全重新构建速度要快8倍。4总结驱动器容量不断增长，进而延长了发生磁盘故障时的重建时间，使存储系统面临数据丢失的风险。驱动器重建时间过长，会对系统性能产生长期负面影响，使管理员难以满足SLA的要求，并对业务应用程序响应需求产生影响。随着E系列SANtricity动态磁盘池的推出，管理员现在多了一项选择，该选择可提供传统RAID组所不具备的诸多优势。这些优势包括： 显著缩短了重新构建时间（高达8倍），保护恢复速度提高了72倍，有效避免了危急情形的发生 减少了驱动器重建期间对性能产生的负面影响 支持精简配置卷 池可同时扩展多达12个磁盘，并支持30个以上的驱动器 不再需要专用的“空闲备件E系列存
18、储系统既支持DDP也支持传统的RAID组，表1可作为参考来对这两种技术进行比较。表1）DDP/传统RAID组比较表。所需功能|DDPIRAID组轻松配置和管理是否提高驱动器出现故障期间的性能是否对于大型连续工作负教，具有最佳性能是是对于小型随机工作负载，具有最佳性能是是驱动器重新构建时间最短是否能够利用精简配置功能是否创建固态驱动器卷组否是添加驱动器所需时间最短（动态容量扩展）是否在随时间推移出现多个驱动器故障时提高数据保护能力是否简化备用容量的管理是否灵活、高效地利用容量是否能够针对特定工作负载优化性能否是参考 TR-4077:-SANtricity10.83动态磁盘池概述”要验证您的特定环
19、境是否支持本文档所述的确切产品和功能版本，请参阅NetApp支持站点上的互操作性表工具(IMT)3NetAppIMT定义了可用于构建NetApp所支持的配置的产品组件和版本。具体的配置结果取决于每个客户如何依照所发布规格进行安装NetApp对本报告中提供的任何信息或建议的准确性、可靠性或适用性以及因采用在此提供的信息或建议而可能导致的任何后果不做任何声明或担保。本文档中信息按原意发布，对此类信息的使用或对此处任意建议或技术的实施均由客户承担责任，并取决于客户评估和将其融入客户运作环境的能力。本文档以及文档中所含信息仅可用于本文档中所讨论的NetApp产品。NetAppwww netpp comcGofurther,faster2013NetApp.Inc.,保留所有权利。未经NetApp,Inc.事先书面同意，不得复制本文中任何内容规格如有更改，恕不另行通知“NetApp.NetApp屏设、GoIurtherJaster和SANtrioty是NetApp.Inc.在美国和/或其他国家或地区的商标或注理商标。所有其他品牌或产品均为其各自所有者的商标或注用商标,应于同样对待。TR-41151212zhCN
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