ביצועים של מערכות אחסון מערך דיסקים בחיבור מארח יחיד

באופן כללי, למערכים של דיסקים או דיסקים יש את הביצועים הטובים ביותר בתרחיש חיבור מארח יחיד. רוב מערכות ההפעלה מבוססות על מערכות קבצים בלעדיות, כלומר מערכת קבצים יכולה להיות בבעלות של מערכת הפעלה אחת בלבד. כתוצאה מכך, גם מערכת ההפעלה וגם תוכנת היישום מייעלים את הקריאה והכתיבה של נתונים עבור מערכת אחסון הדיסקים בהתבסס על המאפיינים שלה. אופטימיזציה זו נועדה לצמצם את זמני החיפוש הפיזיים ולהקטין את זמני התגובה המכאניים של הדיסק. בקשות הנתונים מכל תהליך תוכנית מטופלות על ידי מערכת ההפעלה, וכתוצאה מכך בקשות לקריאה וכתיבה של נתונים אופטימליות ומסודרות עבור הדיסק או מערך הדיסקים. זה מוביל לביצועים הטובים ביותר של מערכת האחסון בהגדרה זו.

עבור מערכי דיסקים, למרות שמתווסף בקר RAID נוסף בין מערכת ההפעלה לכונני הדיסקים הבודדים, בקרי ה-RAID הנוכחיים מנהלים ומאמתים בעיקר פעולות סובלנות לתקלות בדיסק. הם לא מבצעים מיזוג, סדר מחדש או אופטימיזציה של בקשות נתונים. בקרי RAID מתוכננים על סמך ההנחה שבקשות נתונים מגיעות ממארח ​​יחיד, שכבר עבר אופטימיזציה וממוינת לפי מערכת ההפעלה. המטמון של הבקר מספק רק יכולות חציצה ישירות וחישוביות, ללא תור נתונים למיטוב. כאשר המטמון מתמלא במהירות, המהירות יורדת מיד למהירות בפועל של פעולות הדיסק.

תפקידו העיקרי של בקר ה-RAID הוא ליצור דיסק גדול אחד או יותר סובלני תקלות מדיסקים מרובים ולשפר את מהירות הקריאה והכתיבה הכוללת של הנתונים באמצעות תכונת האחסון במטמון בכל דיסק. מטמון הקריאה של בקרי RAID משפר משמעותית את ביצועי הקריאה של מערך הדיסקים כאשר אותם נתונים נקראים תוך זמן קצר. מהירות הקריאה והכתיבה המרבית בפועל של מערך הדיסקים כולו מוגבלת על ידי הערך הנמוך ביותר מבין רוחב הפס של הערוץ המארח, חישוב האימות של מעבד הבקר ויכולות בקרת המערכת (מנוע RAID), רוחב הפס של ערוץ הדיסק וביצועי הדיסק (הביצועים המשולבים בפועל של כל הדיסקים). בנוסף, חוסר התאמה בין בסיס האופטימיזציה של בקשות הנתונים של מערכת ההפעלה לבין פורמט ה-RAID, כגון גודל הבלוק של בקשות קלט/פלט שאינו מתיישר עם גודל מקטע ה-RAID, יכול להשפיע באופן משמעותי על ביצועי מערך הדיסקים.

וריאציות ביצועים של מערכות אחסון מסורתיות של מערך דיסקים בגישה מרובה למארחים

בתרחישי גישת מארח מרובים, הביצועים של מערכי דיסקים יורדים בהשוואה לחיבורי מארח בודדים. במערכות אחסון של מערך דיסקים בקנה מידה קטן, שבדרך כלל יש להן זוג בודד או מיותר של בקרי מערך דיסקים ומספר מוגבל של דיסקים מחוברים, הביצועים מושפעים מזרימות הנתונים הלא מסודרות ממארחים שונים. זה מוביל לזמני חיפוש מוגברים של הדיסק, מידע על כותרת וזנבה של קטעי נתונים, ופיצול נתונים לקריאה, מיזוג, חישובי אימות ותהליכי כתיבה מחדש. כתוצאה מכך, ביצועי האחסון יורדים ככל שמתחברים יותר מארחים.

במערכות אחסון של מערכי דיסקים בקנה מידה גדול, הירידה בביצועים שונה מזו של מערכי דיסקים בקנה מידה קטן. מערכות בקנה מידה גדול אלה משתמשות במבנה אפיק או במבנה מיתוג חוצה נקודות כדי לחבר מספר תתי מערכות אחסון (מערכי דיסקים) וכוללות מטמונים בעלי קיבולת גדולה ומודול חיבור מארח (בדומה לרכזות או מתגים של ערוצים) עבור מארחים נוספים בתוך האוטובוס או המיתוג. מִבְנֶה. הביצועים תלויים במידה רבה במטמון ביישומי עיבוד עסקאות אך יש להם יעילות מוגבלת בתרחישי נתוני מולטימדיה. בעוד שתת-המערכות הפנימיות של מערך הדיסקים במערכות בקנה מידה גדול אלה פועלות באופן עצמאי יחסית, יחידה לוגית אחת בנויה רק ​​בתוך תת-מערכת דיסק בודדת. לפיכך, הביצועים של יחידה לוגית אחת נשארים נמוכים.

לסיכום, מערכי דיסקים בקנה מידה קטן חווים ירידה בביצועים עקב זרימות נתונים לא מסודרות, בעוד שמערכי דיסקים בקנה מידה גדול עם מספר תתי מערכות עצמאיות של מערך דיסקים יכולים לתמוך ביותר מארחים אך עדיין עומדים בפני מגבלות עבור יישומי נתוני מולטימדיה. מצד שני, מערכות אחסון NAS המבוססות על טכנולוגיית RAID מסורתית ומשתמשות בפרוטוקולי NFS ו-CIFS לשיתוף אחסון עם משתמשים חיצוניים באמצעות חיבורי Ethernet חוות פחות ירידה בביצועים בסביבות גישה מארחות מרובות. מערכות אחסון NAS מייעלות העברת נתונים באמצעות מספר העברות TCP/IP מקבילות, ומאפשרות מהירות משותפת מקסימלית של כ-60 MB/s במערכת אחסון NAS אחת. השימוש בחיבורי Ethernet מאפשר כתיבה אופטימלית של הנתונים למערכת הדיסקים לאחר ניהול וסידור מחדש על ידי מערכת ההפעלה או תוכנת ניהול הנתונים בשרת הדק. לכן, מערכת הדיסקים עצמה אינה חווה ירידה משמעותית בביצועים, מה שהופך את אחסון ה-NAS למתאים ליישומים הדורשים שיתוף נתונים.