Generelt har disk- eller diskarrayer den beste ytelsen i et enkelt vertstilkoblingsscenario. De fleste operativsystemer er basert på eksklusive filsystemer, noe som betyr at et filsystem kun kan eies av ett enkelt operativsystem. Som et resultat optimaliserer både operativsystemet og applikasjonsprogramvaren datalesing og skriving for disklagringssystemet basert på dets egenskaper. Denne optimaliseringen tar sikte på å redusere fysiske søketider og redusere diskens mekaniske responstider. Dataforespørslene fra hver programprosess håndteres av operativsystemet, noe som resulterer i optimerte og ryddige datalese- og skriveforespørsler for disken eller diskarrayen. Dette fører til den beste ytelsen til lagringssystemet i dette oppsettet.
For diskarrayer, selv om en ekstra RAID-kontroller legges til mellom operativsystemet og de individuelle diskstasjonene, administrerer og verifiserer gjeldende RAID-kontrollere primært diskfeiltoleranseoperasjoner. De utfører ikke sammenslåing, omorganisering eller optimalisering av dataforespørsel. RAID-kontrollere er utformet basert på antakelsen om at dataforespørsler kommer fra en enkelt vert, allerede optimalisert og sortert etter operativsystemet. Kontrollerens hurtigbuffer gir kun direkte og beregningsmessige bufringsmuligheter, uten å sette data i kø for optimalisering. Når hurtigbufferen er raskt fylt, synker hastigheten umiddelbart til den faktiske hastigheten på diskoperasjonene.
RAID-kontrollerens primære funksjon er å lage en eller flere store feiltolerante disker fra flere disker og forbedre den generelle datalese- og skrivehastigheten ved å bruke hurtigbufferfunksjonen på hver disk. Lesebufferen til RAID-kontrollere forbedrer diskarrayens leseytelse betydelig når de samme dataene leses i løpet av kort tid. Den faktiske maksimale lese- og skrivehastigheten til hele diskarrayen er begrenset av den laveste verdien blant vertskanalens båndbredde, kontrolleren CPUs verifikasjonsberegning og systemkontrollfunksjoner (RAID-motor), diskkanalbåndbredde og diskytelse (den kombinerte faktiske ytelsen til alle disker). I tillegg kan misforhold mellom optimaliseringsgrunnlaget for operativsystemets dataforespørsler og RAID-formatet, for eksempel blokkstørrelsen på I/O-forespørsler som ikke stemmer overens med RAID-segmentstørrelsen, ha en betydelig innvirkning på diskarrayens ytelse.
Ytelsesvariasjoner av tradisjonelle diskarray-lagringssystemer i flere vertstilgang
I scenarier med flere vertstilgang synker ytelsen til diskarrayer sammenlignet med enkeltvertstilkoblinger. I småskala diskarraylagringssystemer, som typisk har et enkelt eller redundant par diskarraykontrollere og et begrenset antall tilkoblede disker, påvirkes ytelsen av de uordnede datastrømmene fra ulike verter. Dette fører til økte disksøketider, datasegmentheader- og haleinformasjon, og datafragmentering for lesing, sammenslåing, verifikasjonsberegninger og omskrivingsprosesser. Følgelig reduseres lagringsytelsen ettersom flere verter kobles til.
I storskala diskarray-lagringssystemer er ytelsesdegraderingen forskjellig fra småskala diskarrays. Disse storskalasystemene bruker en bussstruktur eller krysspunktsvitsjstruktur for å koble sammen flere lagringsundersystemer (diskmatriser) og inkluderer hurtigbuffere med stor kapasitet og vertstilkoblingsmoduler (ligner kanalhuber eller -svitsjer) for flere verter innenfor bussen eller svitsjen struktur. Ytelsen avhenger i stor grad av hurtigbufferen i transaksjonsbehandlingsapplikasjoner, men har begrenset effektivitet i multimediedatascenarier. Mens de interne diskarray-undersystemene i disse storskalasystemene fungerer relativt uavhengig, er en enkelt logisk enhet bare bygget i et enkelt disk-undersystem. Dermed forblir ytelsen til en enkelt logisk enhet lav.
Avslutningsvis opplever småskala diskmatriser en ytelsesnedgang på grunn av uordnede datastrømmer, mens storskala diskmatriser med flere uavhengige diskarray-undersystemer kan støtte flere verter, men fortsatt står overfor begrensninger for multimediedataapplikasjoner. På den annen side opplever NAS-lagringssystemer basert på tradisjonell RAID-teknologi og bruker NFS- og CIFS-protokoller for å dele lagring med eksterne brukere gjennom Ethernet-tilkoblinger mindre ytelsesforringelse i miljøer med flere vertstilgang. NAS-lagringssystemer optimerer dataoverføring ved å bruke flere parallelle TCP/IP-overføringer, noe som gir maksimal delt hastighet på rundt 60 MB/s i et enkelt NAS-lagringssystem. Bruken av Ethernet-tilkoblinger gjør at dataene kan skrives optimalt til disksystemet etter administrasjon og omorganisering av operativsystemet eller databehandlingsprogramvaren i den tynne serveren. Derfor opplever ikke selve disksystemet betydelig ytelsesforringelse, noe som gjør NAS-lagring egnet for applikasjoner som krever datadeling.
Innleggstid: 17. juli-2023
