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原创

盘级cache技术

2023-05-31 08:12:41
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为了提升随机小IO性能,引入盘级cache。为每个存储节点配置两块SSD盘,组成一个共享的分布式cache资源池,作为读写的cache,极大提升读写性能。主要涉及思路为以下四点:

  • 写cache:OSD 在收到写 IO 操作时,会将写 IO 缓存在 SSD cache 后完成本节点写操作。同时,OSD 在后台,将 IO 进行排序重整,然后写入到硬盘中。

  • 读cache:读缓存采用分层机制。第一层为内存Cache,内存 Cache采用LRU机制缓存数据; 第二层为 SSD Cache,SSD Cache 采用热点读机制,系统会统计每个读取的数据,并统计热点访问因子,当达到阈值时,系统会自动缓存数据到SSD中,同时会将长时间未被访问的数据移出SSD。

  • 大块 Pass Throught:大块 I/O 直接 bypass SSD Cache,直接操作 HDD,由此带来如下好处:大块 IO 性能会更佳。释放原来大块 I/O 占用的 Cache 空间,可以缓存更多的随小块I/O,变相提高了随机小块 I/O 的 Cache 命中率,提升系统整体性能,提高写 I/O 操作次数,提升 SSD 卡使用寿命。
  • 动态 Cache 调整:采用读写 Cache 静态配置的方法,缺省按照 70:30 的比例配置,支持根据系统运行场景,自动均衡配置读写 Cache 的比例,让 SSD Cache 在最大程度上发挥作用。

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为了提升随机小IO性能,引入盘级cache。为每个存储节点配置两块SSD盘,组成一个共享的分布式cache资源池,作为读写的cache,极大提升读写性能。主要涉及思路为以下四点:

  • 写cache:OSD 在收到写 IO 操作时,会将写 IO 缓存在 SSD cache 后完成本节点写操作。同时,OSD 在后台,将 IO 进行排序重整,然后写入到硬盘中。

  • 读cache:读缓存采用分层机制。第一层为内存Cache,内存 Cache采用LRU机制缓存数据; 第二层为 SSD Cache,SSD Cache 采用热点读机制,系统会统计每个读取的数据,并统计热点访问因子,当达到阈值时,系统会自动缓存数据到SSD中,同时会将长时间未被访问的数据移出SSD。

  • 大块 Pass Throught:大块 I/O 直接 bypass SSD Cache,直接操作 HDD,由此带来如下好处:大块 IO 性能会更佳。释放原来大块 I/O 占用的 Cache 空间,可以缓存更多的随小块I/O,变相提高了随机小块 I/O 的 Cache 命中率,提升系统整体性能,提高写 I/O 操作次数,提升 SSD 卡使用寿命。
  • 动态 Cache 调整:采用读写 Cache 静态配置的方法,缺省按照 70:30 的比例配置,支持根据系统运行场景,自动均衡配置读写 Cache 的比例,让 SSD Cache 在最大程度上发挥作用。

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