gment size（strip size）对磁盘阵列性能的影响
2010-07-12 11:15:17| 分类： DiskArray|字号 订阅
附：IBM DS4300串口的默认密码：infiniti
下面针对某些可以对gment size大小改变的磁盘阵列的控制器进行说明，请各位指正。
Sigment Size（strip size）：控制器写到逻辑卷中一个物理磁盘的大小。
Sigment Size(strip size)能够影响磁盘阵列的在IOPS和throughput上面的性能。小的sigment size允许多个硬盘来响应多个需求增加了IO要求（IOPS）；大的sigment size通过多个磁盘来共同分担一个IO需求增加了数据传输效率（throughput）。
gment size＝I/O request size的时候，每个IO需求使用最少的磁盘；更高的IOPS；用于处理随机的IO处理（如数据库的应用等）
sigment size<I/O request size的时候，每个IO尽可能的使用更多的磁盘；更高的吞吐量；用于处理连续性的写操作（如多媒体等）
在磁盘阵列上面进行性能的调整举例说明：（RAID Group已经做好，并用于业务开展）：
如果在一个多用户，多应用的环境下，一次IO需求比sigment size大很多，增加sigment size来最小化完成一次IO需求所使用的磁盘，那么在RAID Group中其他剩余的磁盘可以其他的IO需求，这样在性能上可能会有提高。尽可能做到一个磁盘的gment size能满足或者接近一次IO需求。
如果在一个单用户的环境下，那么一次IO需求的大小在等于或者接近所有磁盘的gment size的时候，那么性能可能是比较好的。也就是所有的磁盘只需要一次写的操作就能完成相应的IO需求。但是在这情情况下，磁盘只能为一次IO需求进行服务。
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一般RAID控制器strip单元容量为8KB（缺省）、16KB、32KB和64KB
应该接近系统I/O请求的容量
基于交易的服务器一般使用较小的数据块
文件和打印服务器一般使用较大的数据块
总的来说，strip大小至少应与服务器应用生成的平均磁盘I/O请求的大小相当。最优的状态是每一I/O请求只执行一次I/O操作。
推荐容量：
服务器环境 strip容量 预读
群件（Lotus Domino,Exchange 等） 16KB On
数据库（Oracle,DB2,SQL等） 16KB Off
文件服务器(Windows NT/2000) 16KB On
文件服务器（Novell Netware,Windows 2000) 64KB On
Web 服务器 8KB Off
视频文件服务器 64KB on
出自：/35489/viewspace-605137
硬盘性能参数与高效IO（参见：硬盘驱动器- 维基百科）：
∙ 转速：当前的服务器硬盘一般都是15000转/分钟
∙ 平均延时：平均延时就是磁道上的那段数据转到磁头下面需要的时间，这直接由转速决定。比如15000转/分钟的硬盘，也就是每秒250转，每转一圈需要4毫秒，因此平均延时就是转半圈的时间，等于2毫秒。
∙ 平均寻道时间：服务器硬盘一般平均寻道时间是4毫秒。
∙ 持续传输速率：服务器硬盘一般在80M每秒，也就是80K每毫秒（为了方便计算，单位都用毫秒）。
因此读取一次数据需要的时间等于：定位时间（平均延时2ms+寻道4ms）+数据传送时间（要读的数据/80k*ms）
IO大小 | 定位时间（毫秒） | 传送时间（毫秒） | 数据传输效率
（传送时间/总时间） |
8K | 6 | 0.1 | 1.6% |
128K | 6 | 1.6 | 21% |
512K | 6 | 6.4 | 52% |
1M | 6 | 12.8 | 68% |
2M | 6 | 25.6 | 81% |
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准则：数据传送时间 > 5*定位时间；换句话说就是：数据传输效率大于80%,否则大部分时间都用在“寻道定位”上显然是不合算的。
（我们回想一下十年前的硬盘技术：容量大约是1.2GB；转速大约在5400转/分钟；持续传输速率大约在10M每秒；平均寻道时间大约在15毫秒。）
硬盘的技术进步带给持续传输速率好处要远大于平均寻道时间的好处，因此差不多越高级的硬盘“IO大小”要设定的越大才好。
RAID 0，或者RAID 10的stripe size计算公式：
RAID的技术介绍：
∙ stripe width（条带宽度）:RAID中的磁盘数，就是组成这个stripe的磁盘数。如，4个磁盘组成的RAID 0，条带宽度就是4。
∙ stripe depth（条带深度）：单块磁盘上条带的大小，有时也称为stripe unit。
∙ stripe size（条带大小）:stripe depth*stripe width。
∙ 还有一种说法：有时也称为block size块大小, chunk size簇大小, stripe length条带长度，granularity粒度，单块磁盘上的每次IO的最小单位。
RAID条带大小的另一个计算公式为：（参见：Oracle and RAID Usage）
条带大小 = (0.25*平均定位时间*数据传输速率*(并发用户数-1)*1.024)+0.5K
平均定位时间=（平均延时+平均寻道时间） (milliconds)；数据传输速率单位为：Megabyte/c；1.024 = 1s/1000ms*1024K/1M (单位转换因子)
举例来说，磁盘寻道时间是6ms，传输速率80MB，且有20个并发用户的条带大小应该为:
(0.25*6*80*19*1.024)+0.5=2335.22K(差不多2M）
出自：huihui./104736/253266
DS4000(FAStT系列) Storage Manager中cache参数设置详解
产品: FAStT、DS4000
主机平台: p/i/z/x-Series,SUN, HP,...
操作系统：AIX,Sun Solaris,HP-UX, Linux
使用FAStT Storage Manager工具，可以设置不同的cache参数。这些参数的设置直接影响到FASTT存储服务器的性能和数据可用性，下面对这些参数做以解释。
Cache memory是控制器上用于临时保留数据的易失性存储器（RAM），比磁盘访问速度要快。Cache memory提供给读写操作共用。有效地使用RAID控制器的Cache memory，能使FAStT存储服务器发挥更好的性能。
使用FAStT Storage Manager工具，可以设置不同的cache参数，包括：
Read caching
Cache block size
Cache read-ahead multiplier
Write caching or write-through mode
Enable or disable write cache mirroring
Start and stop cache flushing levels
Unwritten cache age parameter
下图是用Storage Manager创建逻辑驱动器时的缺省设置，可以对其进行调整。
这些参数的设置直接影响到FASTT存储服务器的性能和数据可用性。众所周知，性能和可用性通常是一对矛盾。如果你要获得最好的性能，更多的时候，你必须牺牲系统可用性；反之亦然。默认情况下，读缓存和写缓存用于所有的逻辑驱动器；对于所有的写数据，两个控制器之间的缓存互为镜像。写缓存只在控制器电池充满电时可用。预读方式通常不用于逻辑驱动器。
Read caching（读缓存）
将读缓存使能不会造成数据丢失风险。很少情况下，需要关闭读缓存为其它逻辑驱动器提供更多的缓存。
Read-ahead multiplier（预读乘数）
该参数会影响读性能，错误的设置会导致极大的负面影响。它控制在一个读请求之后，有多少连续数据块被保存到缓存里。
显然，对于随机I/O负荷，这个值应该为零。否则，每一个读请求将不必要地预取额外的数据块，而这些数据块又很少用，所以会影响性能。对于连续I/O的工作负荷，设置为1到4是一个合适的值，这主要决定于具体环境。当使用该设置时，一个读请求引发预取多个连续的数据块到缓存，从而加速并发访问，使得在磁盘和缓存之间，使用更少的I/O来完成同样数据量传输，在连续I/O的工作负荷情况下优化了性能。如果该值设置过高，缓存被从不需要的预读数据所添满，将会导致总体性能下降。使用performance monitor观察缓存命中率，获得一个合适的值。
Write caching（写缓存）
写缓存使存储系统先将数据写入缓存，而不是直接写入磁盘。这会明显的改善性能，尤其是对于随机写的数据库应用。对于连续写的环境，性能会随写数据的大小不同而变化。如果逻辑驱动器只用于读访问，关闭该逻辑驱动器的写缓存会提高整体性能。
Write cache mirroring（写缓存镜像）
FAStT write cache mirroring 能保证一块RAID卡失效后的cache数据完整性。这使数据有更高可用性，但是降低了性能。数据在控制器之间跨过磁盘端的光纤环路形成镜像，与正常的数据传输发生竞争。
建议使用该功能，以保证一块RAID卡失效后的cache数据完整性。
缺省情况下，写缓存对另一个控制器写缓存数据进行镜像，即便是逻辑驱动器移动到另外一个控制器。否则，如果逻辑驱动器控制权切换到另一个控制器并且缓存里还有没写入的数据，逻辑驱动器的数据就会丢失。
如果关闭写缓存镜像，在控制器失效时有可能丢失数据，并且可能导致fabric中的路径失效。FAStT控制器缓存有电池保护，保证掉电时不会丢失数据。如果电池没有充足电，比如刚刚开机时，控制器会自动关闭写缓存。如果使能写缓存，即便没有电池保护，写缓存也被启用，会有数据丢失的风险。
Write caching 或 write-through
write-through意思是写操作根本不使用缓存。数据总是直接写入磁盘。关闭写缓存，可释
放缓存用于读操作。（缓存被读写操作共用）
Write caching可以提高写操作的性能。数据不是直接被写入磁盘；而是写入缓存。从应用程序的角度看，比等待完成磁盘写入操作要快的多。因此，可以提高写性能。由控制器将缓存内未写入磁盘的数据写入磁盘。表面上看，Write cache方式比write-through方式的读、写性能都要好，但是也要看磁盘访问方式和磁盘负荷了。
write-back（write cache）方式通常在磁盘负荷较轻时速度更快。负荷重时，每当数据被写入缓存后，就要马上再写入磁盘以释放缓存来保存将要写入的新数据，这时如果数据直接写入磁盘，控制器会以更快的速度运行。因此，负荷重时，将数据先写入缓存反而会降低吞吐量。
