تکنولوژی FAST Cache در EMC قابلیت بهبود عملکرد و سرعت را با استفاده از Flash دیسک ها بعنوان Secondary Cache، برای VNX به ارمغان می آورد.FAST Cache دست در دست DRAM گذاشته و باعث بالارفتن عملکرد کلی Storage می گردد. EMC توصیه می کند که در ابتدا از FLASH دیسک های خود بعنوان FAST Cache استفاده نمایید و آنگاه در صورت نیاز به سرعت و عملکرد بالاتر، از Flash دیسکها در FAST VP بهره ببرید. FAST Cache در تمامی مدلهای VNX  و همچنین CX4 وجود دارد و تنها برای بهره برداری از آن، نیاز به نصب Enabler آن است. FAST Cache می تواند هم در Traditional RAID ها و هم در Storage Pool ها استفاده شود.

نکته : FAST Cache در سطح POOL Wide Level است و نمی توان آن را تنها برای یک LUN خاص فعال نمود.   FAST Cache چیست ؟

 انجام تنظیمات اولیه FAST Cache بسیار ساده است. پس از افزودن تعداد لازم Flash دیسک، با مراجعه به " Sysytem Properties " در Unisphere می توانید با انتخاب هارد دیسک ها، Fast Cache را برای تجهیز VNX خود فعال نمایید.

و یا می توانید با استفاده از دستورات Navicli اقدام به انجام تنظیمات اولیه و مانیتور کردن FAST Cache نمایید. برای فعال کردن FAST Cache می توان از دستور زیر استفاده نمایید :

naviseccli -h SPA_IP cache -fast -create –disks disks -mode rw -rtype r_1

می توانید وضعیت FAST Cache خود را با دستور زیر مشاهده نمایید :

naviseccli -h SPA_IP cache -fast -info –status

اگر می خواهید FAST Cache را بروی یک Pool خاص، فعال و یا غیر فعال کنید، از دستور زیر استفاده نمایید :

naviseccli -h SPA_IP storagepool -modify -name “Pool_Name” -fastcache off/on

و برای بررسی اینکه FAST Cache بروی کدام Pool ها فعال است :

naviseccli -h SPA_IP storagepool -list –fastcache

اگر FAST Cache نیاز به هرگونه تغییری در ساختار داشته باشد، نیاز است که در ابتدا FAST Cache غیر فعال شود. غیر فعال کردن FAST Cache بمعنای حذف و پاک کردن تمامی Dirty Block ها موجود در FAST Cache و نوشتن تمامی آنها بروی هارد دیسک ها می باشد. بعد از غیر فعال شدن کامل FAST Cache، شما می توانید با آرایش مورد نظر، مجددا FAST Cache را راه اندازی نمایید.

گزینه های تنظیمات

بازه قابل استفاده FAST Cache بروی محصولات EMC، می تواند از 100GB در CX4-120 شروع و تا 4.2 TB در VNX-8000 خاتمه یابد. با هم نگاهی به ظرفیتهای قابل پشتیبانی توسط هر تجهیز می اندازیم :

CX4 Systems:

CX4-120 – 100GB

CX4-240 – 200GB

CX4-480 – 800GB

CX4-960 – 2000GB

VNX1 Systems:

VNX 5100 – 100GB

VNX 5300 – 500GB

VNX 5500 – 1000GB

VNX 5700 – 1500GB

VNX 7500 – 2100GB

VNX2 Systems:

VNX 5200 – 600GB

VNX 5400 – 1000GB

VNX 5600 – 2000GB

VNX 5800 – 3000GB

VNX 7600 – 4200GB

VNX 8000 – 4200GB

نکته : توجه داشته باشید که نه تنها برای ظرفیت، بلکه برای تعداد Flash دیسکهای حاضر در FAST Cache نیز محدودیت وجود دارد. برای نمونه می توانید به تصویر زیر مراجعه نمایید.

دیسک های FAST Cache بصورت RAID 1 یا همان Mirror هستند. این موضوع به دلیل این واقعیت است که دیسک های FAST Cache دارای I/O بسیار شدیدی هستند و باعث تولید حجم I/O بیش از بیشینه توصیه شده بروی هر BUS می گردند. تعداد دیسک های FAST Cache در ازای هر Back End BUS در هر سییستمی متفاوت است ولی ایده آل آن در CX/VNX1 برابر 4 دیسک در ازای هر BUS و در VNX2 این مقدار برابر با 8 دیسک. است در مورد CX/VNX1 این دستورالعمل وجود دارد که نباید یکی از این زوج هارد دیسک های Mirror شده برای FAST cache، بروی یک DAE و زوج دیگر آن بروی DAE دیگر قرار گیرد.

ترتیب هارد دیسک های که در FAST Cache مورد استفاده قرار می گیرند بدین شکل است :

اولین دیسک، اولین Primary

دومین دیسک، اولین Secondary

سومین دیسک ، دومین Primary

چهارمین دیسک، دومین Secondary

و به همین ترتیب .......

شما می توانید با استفاده از دستور زیر این RAID 1 های داخلی FAST Cache راببینید :

naviseccli -h SPA_IP getrg –EngineeringPassword

نکته : هیچ گاه در خصوص هارد دیسک های مورد استفاده در FAST Cache از ترکیب ظرفیتها مختلف هارد دیسک مثلا 100GB به همراه 200 GB استفاده نکنید. در تجهیزات رده VNX دو نوع SSD وجود دارد :

FAST Cache SSD : از نوع Single-Level Cell یا همان SLC ها می باشند. این Flash دیسک ها برای FAST Cache در نظر گرفته شده اند و در ظرفیتهای 100 GB و 200 GB موجود هستند. البته از این نوع Flash دیسک ها نیز می توان در Tier 1 قابلیت FAST VP نیز استفاده نمود.

FAST VP SSD : از نوع Enterprise Multi-Level Cell یا همان eMLC ها می باشند. این Flash دیسک ها برای استفاده در Tier 1 قابلیت FAST VP در نظر گرفته شده اند. از آنها نمی توان برای FAST Cacheاستفاده نمود. این دیسک ها در ظرفیتهای 100 GB، 200 GB و 400 GB موجود هستند.

نمونه ای از چیدمان هارد دیسک های FAST Cache در VNX 8000

تصویر زیر یک نمونه از یک VNX 8000 با بیشینه FAST Cache قابل پشتیبانی ( 42 x 200 GB ) است. همانگونه که مشاهده می کنید، با توجه به وجود 15 عدد DAE و یک DPE، سعی شده تا جای ممکن حجم I/O هارد دیسک های FAST Cashe، بروی تمامی BE ها توزیع شود تا بتوان به کمترین Latency ممکن دست یافت.

درون FAST Cache

Fast Cache بر پایه تکنولوژی " Unified LUN " تولید شده است؛ در نتیجه تمامی اطلاعات درون FAST Cache از دسترسی توسط تمامی دیگر LUN های درون تجهیز CX/VNX محفوظ است. FAST Cache یک حافظه Nonvolatile ( غیر فرار ) است که می تواند از قطع برق و یا خرابی SP، بدون مشکل گذر کند و همچنین بر خلاف DRAM پس از قطع / وصل برق نیازی به انجام فرآیند Re-Warm ندارد.

به هنگام تولید FAST Cache بخشی از DRAM برای رهگیری IO درون FAST Cache که به Memory Map نیز معروف است، اختصاص داده می شود. این Bitmap از FAST Cache دقیقا متناسب با سایز FAST Cache است. این جانمایی Memory چیزی در حدود 1 MB در ازای هر 1 GB از FAST Cache است.

با یک حجم بار سازگار، FAST Cache می تواند با کاهش Response Time ، عملکرد و سرعت تجهیز را افزایش دهد و IOPS بیشتری را تولید نماید.

SP ها قادرند تا با استفاده از DRAM خود، پردازشهای خود را Cache نماید، همچنین SP می تواند فرامین Write خود را یکی نماید و یا جهت افزایش سرعت Read از فرآیند Pre-Fetch استفاده نماید. اما به هر حال این عملیاتها نمی توانند جوابگوی I/O بسیار بالای Read با دسترسی تصادفی باشند و اینجاست که FAST Cache به ما کمک می کند. FAST Cache با پایش I/O روی SP ها و یافتن Block هایی که بصورت مداوم Read/Write روی آنها صورت می گیرد، با یک برنامه زمان بندی شده آنها را به FAST Cache تجهیز Promote می نماید.

افزایش سرعت فرآیند FLUSH

یک موضوع که لازم است یادآوری شود اینست که زمانی که سرعت VNX افزایش می یابد و IOPS و به طبع آن حجم بار تحمیلی افزایش می یابد، این به معنای فشار بیشتر به CPU هر SP است که در این شرایط CPU ها باید مدام تحت نظر گرفته شوند و مانیتور شوند. در خصوص حداکثر بار تحمیلی به CPU ها نیز راهنما ها و دستر العمل های وجود دارد، که در آینده نزدیک آنها را با شما به اشتراک می گذارم.

همچنین نوع بار تحمیلی به LUN برای فعال/غیر فعال بودن Fast Cache نیز، مهم است. به عنوان نمونه log file ها معمولا بصورت Sequentially روی LUN شروع به READ/Write میکنند.  در این سناریو، این LUN انتخاب مناسبی برای FAST Cache نیست زیرا که Flash دیسکها در برخورد با بلاک های بزرگ، تفاوتی زیادی به لحاظ سرعت با دیسکهای چرخشی ندارند.

همچنین توصیه می شود که Block های بزرگ با نوع دسترسی Sequential، بهتر است توسط زیاد هارد دیسک سرویس دهی شوند. ارائه این نوع Block ها به FAST Cache یعنی نگهداری انها روی تعداد کمی هارد دیسک و این یعنی، کاهش عملکرد تجهیز. عدم استفاده از Fast Cache برویLUN های غیر مناسب، می تواند باعث کاهش فرآیند رهگیری و Promote به FAST Cache شود تا این توان تجهیز در جای مناسب تری هزینه شود.