תכנון מערכות אחסון

: ד"ר איתן בכמטמנחה אקדמי ומקצועי: הדר מור, טל רון, אלעד שמידוב, עדי חברי הקבוצה

ליטמן.

רקע?מהי מערכת אחסון לחברות גדולות כמות עצומה של מידע. כדי לנהל מידע

זה יש צורך במערכת המיועדת לכך. מערכת אחסון סטנדרטית הינה בעלת מאות כוננים

קשיחים. המידע מגיע למערכת משרתים שונים ומאוחסן בכוננים

המקומיים. ,המערכת מספקת אבסטרקציה של תהליך האחסון

בדומה לאבסטרקציה שמספקת מערכת ההפעלה .I/Oלתהליך ה-

תרשים מערכת אחסון

Management control station

Computational engine

Our software is located here

Server

Network

Processor

Processor

Storage system

Cache

Server

Mass storage devices

System

Statistics

User input

Output

Computational element

Network element

Storage elemen

t

רקעסוגי כוננים:כיום ניתן למצוא בשוק שלושה סוגים עיקריים של כונניםSATA כונן בעל נפח גדול, מחיר זול, מהירות נמוכה -

וצריכת אנרגיה נמוכה.SCSI כונן בעל נפח בינוני, מחיר בינוני, מהירות סבירה -

וצריכת אנרגיה גבוהה.SSD ,כונן בעל נפח יחסית קטן, מחיר גבוה מאד -

מהירות גבוהה מאוד וצריכת אנרגיה בינונית.

המצב כיוםמערכות אחסון נוכחיות במערכות אחסון הקיימות כיום הטכנולוגיות המתקדמות

עדיין לא מנוצלות במלואן. במערכות רבות המידע נשמר בכוננים מסוג אחד בלבד

ואין ניצול מירבי של היתרונות של כל אחד מסוגי הכוננים.

לכן, המערכות אינן אופטימליות מבחינת השימושבמשאבים, צריכת האנרגיה ואפילו מבחינת הביצועים.

מטרת הפרויקט מטרתנו הינה לתכנן הרכב כוננים חדש למערכת, אשר

בהנתן היסטורית השימוש של מערכת האחסון הנוכחית, יהיה הרכב כוננים אופטימלי אשר יענה על כל הצרכים

והדרישות של החברה. ,הרכב כוננים אופטימלי הינו הרכב אשר יחסוך בעלות

יחסוך בצריכת אנרגיה וישפר את הביצועים.

מטרות משניות תוך שימוש באותו קלט של המטרה העיקרית ניתן להשיג

את המטרות הבאות:.חסכון באנרגיה במערכות גיבוי קיבוץLUNs..איחוד כוננים

?LUNמהו כחלק מהאבסטרקציה של מערכת האחסון היא מציגה

LUNלמשתמש את המידע ביחידות לוגיות הנקראות (logical unit) .

LUN.אחד יכול להתפרש על יותר מכונן אחד גודלו שלLUN 5-10 הוא GB. במערכת אחסון אחת אלפיLUN.ים- ניהול מערכת האחסון מתבצע ברמת הLUN.

קלט המערכת קובצי הסטטיסטיקות שנשתמש בהם יהיו בפורמט

בינארי ויכילו מידע על כתיבות וקריאות שהתבצעו במכונה.

:דוגמא לרשומהTime interval - 73LUN number– 5 Number of reads – 3720 Number of writes – 2876KB read – 500,000KB written – 287,000

Use case diagram

פונקציונליות המערכתתכנון הרכב כוננים חדש המערכת תנתח את הסטטיסטיקות ממערכת האחסון

הנוכחית ותתכנן מערכת חדשה אשר מתאימה להיסטורית השימוש ולדרישות שהתקבלו מהמשתמש.

.דרישות לדוגמא: עלות מינמלית, ביצועים מקסימלים

דיאגרמת רצף

פונקציונליות המערכתמערכות גיבוי חברות מחזיקות מערכות גיבוי אשר מתבצעת בהן

בעיקר כתיבה. המערכת תתכנן מנגנוןbuffer.שגודלו אופטימלי -על ידי שימוש בbuffer זה ושמירת הנתונים על כוננים

ניתן יהיה להשאיר את הכוננים כבויים אחוז ניכר מהזמן ולהדליקם רק בעת הכתיבה אליהם.

.שיטה זו חוסכת באנרגיה בצורה משמעותית

דיאגרמת רצף

פונקציונליות המערכתאיחוד כוננים מערכות אחסון רבות מכילות כמות כוננים גדולה אשר

אינה בשימוש מלא. על ידי איחוד המידע בכוננים אלו תוך שמירה על רמת

ביצועים דומה ניתן לכבות חלק ניכר מהכוננים במערכת ולהדליקם רק כאשר כמות המידע תגדל ותצדיק את

השימוש בהם..כאשר חלק מהמערכת כבוי נחסכת אנרגיה רבה

דיאגרמת רצף

פונקציונליות המערכת קיבוץLUNים- מכיוון שכמות הLUN ים במערכת היא עצומה, ניהול-

מערכת אשר מתבסס על המידע הקיים עליהם אינו בר ביצוע.

על פי הסטטיסטיקות המופקות במערכת ניתן לאתר-ים אשר קשורים זה לזה.LUNקבוצות של

ניהול מערכת אשר מתבסס על מספר קטן יחסית של-ים הינו פשוט יותר.LUNקבוצות

דיאגרמת רצף

סיכונים מגבלת זמן יכולה לגרום לכך שלא נספיק לממש את כל

ארבעת הפונקציונליות של המערכת..במקרה כזה, נוותר על המימוש של איחוד הכוננים