Làm thế nào dùng QNAP Qtier để tự động phân cấp và tối ưu hóa
hiệu suất lưu trữ?
1.Thách thức và giải pháp
Vì hầu hết yếu tố quyết định hiệu năng của bộ lưu trữ luôn là sự đấu tranh giữa I/O (Đọc và Ghi) hiệu năng và dung lượng, khi cân nhắc làm sao thiết lập và triển khai khác loại ổ cứng khác nhau để có phương pháp tốt nhất, mỗi tùy chọn đều có ưu và nhược điểm:
 | 1.Full of SATA/NL-SAS disk |
 | 2.Full of SSD Tối đa hiệu năng đọc ghi nhưng không chỉ đắt, đồng thời ít dung lượng hơn. |
 | 3.Both SATA and SSD Kết hợp cả SSD và HDD mang lại lợi thế về dung lượng và hiệu năng bằng cách tách dữ liệu giữa hai bộ lưu trữ khác nhau, nhưng lại thiếu đi tính linh hoạt |
Tùy chọn tốt nhất đồng thời cũng bất tiện nhất là bản thân người IT cần lên kế hoạch và thiết lập thủ công dữ liệu sẽ nằm trên bộ lưu trữ nào, và đây là lúc Qtier xuất hiện. Qtier, là hệ thống quản lý lưu trữ nhiều tầng sẽ tự động duy trì mọi dữ liệu đang hoạt động đến những ổ đĩa hiệu suất cao bằng cách tách bộ lưu trữ của QNAP NAS thành 3 cấp khác nhau, và do đó không chỉ giảm nhẹ gánh nặng điều hành công việc, nhưng đồng thời cho phép dữ liệu phân tách chính xác hơn khi theo phương pháp tốt nhất để tăng hiệu suất lưu trữ
 |  |
| Kết hợp 3 Levels của cấp lưu trữ và Storage Pool, Qtier có thể di chuyển dữ liệu đến tầng khác dựa vào tần suất truy cập dữ liệu từ host và do đó tối đa hiệu năng của QNAP NAS trong khi vẫn duy trì dung lượng lớn để chứa dữ liệu. |
Trong thí nghiệm QNAP, chúng tôi sử dụng một server trang bị vi xử lý Intel Xeon E5-2620v3 ( mỗi vi xử lý có 6 nhân và 12 luồng) và tổng cộng 24 tiến trình trong IOmeter để kiểm tra hiệu suất của Qtier với TVS-EC1580MU-SAS-RP (dùng 6 x SAS-SSD RAID 10*). Kết quả 4K Io 100% đọc ngẫu nhiên, mỗi tiến trình nổi trội với 12 IO, là 140,000 IOPs. Thời giap đáp ứng trung bình là 0,3ms với giao diện 40 GbE và 0,7ms với 10 GbE.
*The hardware that been used for the test:
Server: Supermicro SYS-6028U-TR4T+
Memory: 16 GB
CPU: 2 Intel Xeon E5-2620 v3 2.40GHz
QNAP NAS: TVS-EC1580MU-SAS-RP
Memory: 12 GB
CPU: Intel Xeon E3-1246 V3 3.50GHz
Hard drives: Seagate SAS-SSD ST400FM0053*6, other are Seagate NL-SAS ST1000NM0023.
RAID configuration: RAID10 for SSD, RAID 5 for NL-SAS drives
| Sử dụng TVS-EC1580MU-SAS-RP (using 6 x SAS-SSD RAID 10 + 8 x NL-SAS HDD RAID 5) và đạt kết quả đọc ngậu nhiên 4k hơn 100,000 với thời gian đáp ứng dưới 1ms. |
Công nghệ Qtier cũng tương thích với bộ đệm SSD được dựng trên QTS 4.2. Bộ đệm SSD nhắm đến là nâng cao tỉ lệ bộ đệm bằng cách di chuyển dữ liệu đọc ngẫu nhiên truy xuất thường xuyên tới bộ đệm của SSD. Trên phương diện khác, Qtier di chuyển dữ liệu phù hợp đến kết quả phân tích dữ liệu và lập lịch trình. Dưới đây là so sánh cơ bản của SSD cache và Qtier Auto Tiering (tự động phân cấp):
| Comparison | Qtier™ | SSD Cache | Full SSD |
1. Dung lượng sẵn có của SSD | Mở rộng khi cần thiết | Bị giới hạn bởi bộ nhớ | Mở rộng khi cần thiết |
2. Giá thành | Thấp | Thấp | Cao |
3. Áp dụng lưu trữ | Volume/LUN | Volume/LUN | Volume/LUN |
4. Cách thức di chuyển dữ liệu | Lên lịch | Tự động | – |
5. Cơ chế di chuyển dữ liệu | Di chuyển dữ liệu lên cấp cao hơn theo tần suất truy cập | Sao chép dữ liệu truy cập thường xuyên hơn vào SSD | Tất cả dữ liệu chứa trên SSD |
6. Tình huống áp dụng | Sử dụng cho tác vụ đọc ghi như file/web/email server và ứng dụng ảo hóa hoá biên tập video. | Sử dụng cho môi trường truy xuất dữ liệu thường xuyên nhưung71 dụng ảo hóa hoc85 biên tập video. | Thường sử dụng cho ứng dụng cần truy xuất nha như cơ sở dữ liệu hoc85 môi trương ảo hóa. |
2. Giới Thiệu
2.1 Yêu cầu hệ thống
Qtier chỉ hỗ trợ trên mộ số model nhất định. Để tìm hiểu thêm, vui lòng xem ở đây the Qtier introduction.
Tuy nhiên, bạn phải upgrade firmware của NAS lên version 4.2, và lắp SSD và HDD trên NAS sử dụng Qtier.
*Để sử dụng High Speed Tier, bạn phải đồng thời lắp ổ cứng SAS, chỉ model nào có nhãn “SAS” mới hỗ trợ
3. Tạo không gian lưu trữ với Qtier
Để sử dụng Qtier, bạn phải lắp nhiều loại ổ cứng khác nhau trên QNAP NAS trước, một khi tất cả ổ cứng đã sẵn sang, tạo một store pool mới bằng cách mở “Storage Manager” > ”Storage Space” > ”Create New Storage Pool”. Khi sử dụng model có hỗ trợ Qtier, bước đầu tiên khi tạo storage pool sẽ bật tính năng Auto Tiering hoặc không. Chọn dấu kiểm và tiếp tục.
| Bật Auto Tiering cho storage pool bạn đã tạo sử dụng công nghệ Qtier. |
Bước tiếp theo, bạn sẽ thấy dòng là “RAID Group Type” được hiển thị và “Ultra-High Speed (SSD)”được chọn. Bây giờ bạn có thể chọn ổ cứng SSD để sử dụng trong storage pool với Ultra-High Speed RAID Group. Sau khi xác nhận lựa chọn, theo hướng dẫn để hoàn tất quá trình tạo storage pool ở cấp đầu tiên.
| Chọn ổ SSD bạn đã sử dụng trong Ultra High Speed RAID Group của storage pool. |
Khi storage pool đã được tạo, bạn nhận được lới nhắc thiết lập cấp khác cho storage pool, chọn “OK” bạn sẽ được chọn loại ổ cứng khác dùng cho cấp khác cho storage pool hiện tại. Ví dụ bên dưới, RAID Group đưọc chọn cấu hình là “Capacity (SATA, NL-SAS)”
| Tiếp tục thiết lập cấp khác cho storage pool |
| Trong ví dụ này loại RAID group là “Capacity (SATA, NL-SAS)” được cấu hình và bạn sẽ chọn ổ cứng sử dụng cho cấp này. |
| Sau khi chọn các cấp khác nhau, một báo cáo tóm tắt hiện lên cho bạn kiểm tra cấu hình |
Một khi các cấp đã được thiết lập, hệ thống sẽ nhắc bạn bật lên lịch cho Auto Tiering. Trong đây bạn có thể chọn khi nào hệ thống sẽ tự động sắp xếp dữ liệu. Vì hành dộng sắp xếp ảnh hưởng đến hiệu suất đọc ghi của bộ lưu trữ, gợi ý là bạn đừng thiết lập lịch trình quá nặng và chỉ để phân cấp dữ liệu ngoài thời gian làm việc khi mà tần suất truy cập dữ liệu ít hơn.
Xin chú ý là Auto Tiering không tự khởi động sau khi tạo storage pool mà cần phải lấy thông tin dựa theo tần suất truy xuất dữ liệu, đồng thời nó không thể lập lịch toàn thời gian nếu không mẫu dữ liệu truy cập không chính xác.
 |  |
| Thiết lập lịch Auto Tiering trong một ngày, từ 8h tối đền 8h sang hôm sau. | Thiết lập lịch Auto Tiering trong hai ngày, từ thứ Hai đến thứ Sáu từ 8h sang đền 2h chiều và 7h tối đến 1h sang hôm sau. |
Phiên bản QTS 4.3.0 và cao hơn thêm vào tùy chọn cho Qtier tự động sắp xếp dữ liệu mà không cần lập lịch. Qtier sẽ phân cấp dữ liệu khi hệ thống tải nhẹ và ngừng khi tải nặng. Chế độ này là ý tưởng lưu trữ sử dụng 24/7 mà không cần xác định thời gian tải nhẹ. Để sử dụng tính năng này, chọn “Automatically reallocate data when the system is idle” (Tự động sắp xếp dữ liệu khi hệ thống nhàn rỗi) trong cửa sổ lập lịch của Qtier Auto Tiering.
| Dùng “Automatically reallocate data when the system is idle” nếu bạn không chắc thời gian tốt nhất để lên lịch phân cấp. |
Khi lịch trình đã thiết lập, bây giờ bạn sẽ thấy storage pool mới sẽ hiển thị thêm dòng “Auto Tiering” và bạn có thể tạo volume mới hoặc LUN trên nhóm mới được tạo.Tác vụ Auto Tiering sẽ tiến hành như lịch trình để phân tích dữ liệu được ghi theo thời gian thực bởi tần suất truy cập và di chuyển dữ liệu sang cấp khác phù hợp hơn. Nhấn chọn “Manager” trong storage pool bạn sẽ được xem lại RAID Group đã tạo cho từng cấp, đồng thời tùy chọn quản lý Auto Tiering cũng hiển thị tại đây.
| Storage Pool được thiết lập với Auto Tiering sẽ được đánh dấu. |
| Khi chọn storage pool Auto Tiering và nhấn “Manager” bạn sẽ thấy chi tiết thiết lập của RAID Group và thiết lập Auto Tiering |
4. Thiết lập và theo dõi Auto Tiering sau khi tạo
4.1. Thiết lập Auto Tiering
Chọn một Storage Pool, và nhấn “Manager”. Bạn sẽ đồng thời thấy tóm tắt quá trình Auto Tiering. “The Relocations Status” cho thấy bết kỳ điều gì Auto Tiering đang chạy lúc này theo lịch trình, “Enable Schedule” cho thấy những gì AutoTiering bật.
Thêm hai tùy chọn có thể thiết lập ở đây, đầu tiên là “Data allocation rate”, chọn thấp xuống, NAS sẽ không sử dụng quá nhiều tài nguyên trong quá trình di dời dữ liệu và giảm thiểu tối đa xung đột hiêu năng khi khởi chạy Auto Tiering. Khi chỉnh lên cao, NAS sử dụng nhiều tài nguyên dành cho Auto Tiering và mạc dù quá trình phân cấp chuyển nhiều dữ liệu hơn trong thời gian định sẵn, hiệu năng của NAS cũng bị ảnh hưởng.
Và thứ nhì là “Data allocation priority” nếu là SSD đươc chọn, tất cả dữ liệu mới sẽ ghi lên SSD trước ngoại trừ ổcứng đã đầy. Thao logic này, nếu chọn theo dung lượng, dữ liệu mới sẽ ghi trước trên ổ cứng SATA và chỉ chuyển sang SSD sau khi sắp xếp với Auto Tiering.
Hai tùy chọn, cũng như lập lịch, có thể được cấu hình khi mở tab “Manager” khi xem ở đây.
*Nếu một cấp được đặt ưu tiên nhưng đã đầy, hệ thống sẽ tự động ghi dữ liệu vào cấp tiếp theo.
Thông tin tóm tắt của tiến trình Auto Tiering có thể xem lại trong trang “Manager” các tùy chỉnh thêm. |
| Mở tab “Manager” để tùy chỉnh Schedule, Relocation Rate và Allocation Level. |
4.2 theo dõi quá trình Auto Tiering
Ngoại trừ các thiết lập, bạn cũng sẽ thấy “Amount of data optimized for performance” và “Amount of data optimized for capacity”, hai con số đó là bảng tóm tắt về kích thước dữ liệu chuyển lên hoặc xuống guiử hai cấp trong lịch trình Auto Tiering.
Nhấn vào nút “Statistics”, bạn theo dõi quá trình Auto Tiering chi tiết hơn, cột “Used” xác định tổng dung lượng đã dùng của từng cấp, cột “Total” xác định tổng dung lượng của từng cấp, cột “Move Up” và “Move Down” cho thấy dữ liệu được chuyển qua lại giữa các cấp trong lịch trình của Auto Tiering, Và “Name/Alias”, “RAID Type” sẽ giúp bạn xác địnhcấp nào thuộc về RAID Group nào.
| Thống kê chi tiết của Auto Tiering hiển thị trong cửa sổ |
Và đồng thời bạn có thể kiểm tra “History Report” để thấy chi tiết tác vụ của mỗi cấp bao gồm dữ liệu di chuyển lên/ xuống, tổng không gian đã sử dụng sau jhiên tác vụ hoàn tất và tác vụ đang xử lý với biểu đồ sễ theo dõi.
| Chọn “Ultra-High Speed” hoặc cấp khác trong phần lịch sử để theo dõi kết quả Auto Tiering của mỗi tác vụ phân cấp. |
| Khi dùng “Automatically reallocate data when the system is idle” bản thống ke sẽ them tùy chọn để xem phân cấp dữ liệu theo ngày, tuần, hoặc tháng. |
