일반적으로 디스크 또는 디스크 어레이는 단일 호스트 연결 시나리오에서 최고의 성능을 발휘합니다. 대부분의 운영 체제는 독점 파일 시스템을 기반으로 합니다. 즉, 파일 시스템은 단일 운영 체제에서만 소유할 수 있습니다. 결과적으로 운영 체제와 응용 프로그램 소프트웨어 모두 디스크 스토리지 시스템의 특성에 따라 데이터 읽기 및 쓰기를 최적화합니다. 이 최적화의 목표는 물리적 검색 시간을 줄이고 디스크 기계적 응답 시간을 줄이는 것입니다. 각 프로그램 프로세스의 데이터 요청은 운영 체제에 의해 처리되므로 디스크 또는 디스크 어레이에 대한 최적화되고 순서적인 데이터 읽기 및 쓰기 요청이 이루어집니다. 이는 이 설정에서 스토리지 시스템의 성능을 극대화합니다.
디스크 어레이의 경우 운영 체제와 개별 디스크 드라이브 사이에 추가 RAID 컨트롤러가 추가되지만 현재 RAID 컨트롤러는 주로 디스크 내결함성 작업을 관리하고 확인합니다. 데이터 요청 병합, 재정렬 또는 최적화를 수행하지 않습니다. RAID 컨트롤러는 데이터 요청이 운영 체제에 의해 이미 최적화되고 정렬된 단일 호스트에서 온다는 가정을 기반으로 설계되었습니다. 컨트롤러의 캐시는 최적화를 위해 데이터를 대기열에 넣지 않고 직접 및 계산 버퍼링 기능만 제공합니다. 캐시가 빠르게 채워지면 속도는 즉시 디스크 작업의 실제 속도로 떨어집니다.
RAID 컨트롤러의 주요 기능은 여러 디스크에서 하나 이상의 대형 내결함성 디스크를 만들고 각 디스크의 캐싱 기능을 사용하여 전체 데이터 읽기 및 쓰기 속도를 향상시키는 것입니다. RAID 컨트롤러의 읽기 캐시는 짧은 시간 내에 동일한 데이터를 읽을 때 디스크 어레이의 읽기 성능을 크게 향상시킵니다. 전체 디스크 어레이의 실제 최대 읽기 및 쓰기 속도는 호스트 채널 대역폭, 컨트롤러 CPU의 검증 계산 및 시스템 제어 기능(RAID 엔진), 디스크 채널 대역폭 및 디스크 성능(전체 실제 성능을 합친 것) 중 가장 낮은 값으로 제한됩니다. 모든 디스크). 또한 운영 체제 데이터 요청의 최적화 기준과 RAID 형식 간의 불일치(예: RAID 세그먼트 크기와 일치하지 않는 I/O 요청의 블록 크기)는 디스크 어레이의 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
다중 호스트 액세스에서 기존 디스크 어레이 스토리지 시스템의 성능 변화
다중 호스트 액세스 시나리오에서는 단일 호스트 연결에 비해 디스크 어레이의 성능이 저하됩니다. 일반적으로 단일 또는 중복 디스크 어레이 컨트롤러 쌍과 제한된 수의 연결된 디스크가 있는 소규모 디스크 어레이 스토리지 시스템에서 성능은 다양한 호스트의 정렬되지 않은 데이터 흐름에 의해 영향을 받습니다. 이로 인해 디스크 탐색 시간, 데이터 세그먼트 헤더 및 꼬리 정보가 증가하고 읽기, 병합, 확인 계산 및 재작성 프로세스를 위한 데이터 조각화가 증가합니다. 결과적으로 더 많은 호스트가 연결될수록 스토리지 성능이 저하됩니다.
대규모 디스크 어레이 스토리지 시스템에서는 성능 저하가 소규모 디스크 어레이의 성능 저하와 다릅니다. 이러한 대규모 시스템은 버스 구조 또는 교차점 스위칭 구조를 사용하여 여러 스토리지 하위 시스템(디스크 어레이)을 연결하고 버스 또는 스위칭 내에서 더 많은 호스트를 위한 대용량 캐시 및 호스트 연결 모듈(채널 허브 또는 스위치와 유사)을 포함합니다. 구조. 성능은 주로 트랜잭션 처리 애플리케이션의 캐시에 따라 달라지지만 멀티미디어 데이터 시나리오에서는 효율성이 제한됩니다. 이러한 대규모 시스템의 내부 디스크 어레이 하위 시스템은 상대적으로 독립적으로 작동하지만 단일 논리 장치는 단일 디스크 하위 시스템 내에서만 구축됩니다. 따라서 단일 논리 장치의 성능은 여전히 낮습니다.
결론적으로, 소규모 디스크 어레이는 정렬되지 않은 데이터 흐름으로 인해 성능 저하를 경험하는 반면, 여러 독립 디스크 어레이 하위 시스템을 갖춘 대규모 디스크 어레이는 더 많은 호스트를 지원할 수 있지만 여전히 멀티미디어 데이터 애플리케이션에 대한 제한에 직면합니다. 반면, 기존 RAID 기술을 기반으로 하고 NFS 및 CIFS 프로토콜을 사용하여 이더넷 연결을 통해 외부 사용자와 스토리지를 공유하는 NAS 스토리지 시스템은 다중 호스트 액세스 환경에서 성능 저하를 덜 경험합니다. NAS 스토리지 시스템은 다중 병렬 TCP/IP 전송을 사용하여 데이터 전송을 최적화하여 단일 NAS 스토리지 시스템에서 약 60MB/s의 최대 공유 속도를 허용합니다. 이더넷 연결을 사용하면 씬 서버의 운영 체제 또는 데이터 관리 소프트웨어를 통해 관리 및 재정렬한 후 데이터를 디스크 시스템에 최적으로 기록할 수 있습니다. 따라서 디스크 시스템 자체에서는 큰 성능 저하가 발생하지 않으므로 NAS 스토리지는 데이터 공유가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
게시 시간: 2023년 7월 17일
