VMware VSAN Read & Write Caching

VMware vSAN,vSphere ile tamamen entegre olan yazılım tabanlı bir depolama platformudur.vSAN,local olarak eklenmiş depolamayı vSAN clusterın hostunda toplayarak bir nesne tabanlı dağıtılmış depolama çözümü oluşturur.VMware vSAN SRBM (Storage Policy Based Management) çerçevesi benzersiz kullanabilirlik ve performans gereksinimi sunmaktadır. SAN kapasite diskinden doğrudan /data read /write yerine, istenen işlemleri cach diskinde mevcut olup olmadığını kontrol eder. Yine aynı şekilde VMware vSAN,verileri verileri kapasite diskine yazmadan önce caching diskine yazar. Bu yazımda sizlere caching algoritmalarının hybrid ve tüm flash yapılandırmalarının yanı sıra read/write cache alma farklılıklarından bahsedeceğim.

Resim-2

Read Cache

VMware VSAN konfigürasyon durumunda, SSD’ aygıtları performans veya caching amacıyla kullanılır.Caching için SSD aygıtlarından yararlanmanın amacı ,read caching ‘de yer alan verilerden read işlemlerinin mümkün olan en yüksek oranına hizmet etmek ve kapasite diskleri tarafından sunulan read işlemlerini en aza indirmektir.Read cache, yanlızca hybrid yapılandırma durumunda kullanılır,çünkü SSD rastgele iş yüklerini için çok sayıda IOPS oluşturabilir.Tüm Falsh konfigürasyonlarından read işlemleri doğrudan SSD disk sürücüleri tarafından yapılır ve SSD’yi cache almak yalnızca write cache amacıyla kullanılır.

Hybrid VSAN konfigürasyon durumunda cache SSD’nin varsayılan olarak %70’i read cache amacıyla kullanılacaktır.VMware varsayılan %70 yapılandırmasının değiştirmemekle birlikte,VMware desteklediği kullanım durumu ve iş yükü analizi sonrası önerildiği takdirde bu senaryoyu belirli senaryolar için yapılandırabilir sininiz.

Read cache, 1MB boyutunda olan “cache lines”olarak düzenlenir. Veriler RC’ye alınır ve gerektiğinden bir cache lines boyutundan çıkarılır.Sistemeki kullanabilir memory’e bağlı olarak ,VSAN ayrıca SSD’de bulunan read cache dışından küçük bir in-memory read cache de tutar.Hem cache hemde SSD’de read cache durumunu izlemek için, vSAN in-memory metadata da tutar. Herhangi bir önemli CPU’ye ek yükü veya memory kullanımı empoze etmekten kaçınmak için, bu metadata yapıları sıkıştırılacak şekilde tasarlanmıştır. Host bilgisayarın herhangi bir power-cycle işleminde read cache içeriğini izlemez.Read cache sıfırdan yeniden oluşturulur.

Resim-2

Read Cache Nasıl Çalışır?

Read işlemi VSAN katmanında, vSAN read cache’de istenen logical block’ta bulunup bulunmadığını bulmak için in-memory data yapısını kontrol eder. İstenen logical block kısmen veya tamamen read cache ‘de bulunmaması durumunda, yeni cache için gerekli cache lines çıkarılarak read cache’de 1 MB’lık bir alan tahsis eder. Her eksik cahe lines,HDD’den 1 MB yerine 64KB’lik parçalar halinde okunur. HDD’den 1 MB yerine 64Kb ‘lık parçalar halinde okunur. HDD’ye gönderilen diğere işlemleri tamamlayabilmek için önce referans verilen dataları içeren 64Kb işlemleri okur.

Write Cache

VMware vSAN, hem hybrid hemde ALL Flash VSAN konfigürasyonda write cache kullanılır.Hybrid yapılandırmasında varsayılan olarak cache seviyesi SSD’nin %30’u öte yandan write cache için kullanırken ,bir ALLFlash yapılandırmasından cache düzeyi SSD’nin%100’ü write cache için kullanılır. Hybrid yapılandırmada write-back cache performans amacı için tasarlanmıştır. Temel amacı verilerin disk grubunun kapasite seviyesini oluşturan HDD’ler için sıralı bir write iş yükü oluşturacak şekilde ayrılmasıdır.

All-Flash disk gruplarında,write-back için en fazla 600 gb ‘a kadar cache kademesi SSD’nin tamamını kullanır.Hybrid konfigürasyonda olduğu gibi,ALL Flash vSAN write buffer yüksek seviyede yazma işlemi hızını absorbe etmeye yardımcı olur,SSD’nin caching amacıyla kullanılmasına izin verir. Kapasite seviyesi SSD,çok sayıda write IOPS’sine hizmet edeceğinden,wirte cache için cache kademesi SSD’den yararlanılması gerekmez.