Новости Статьи VMware Veeam StarWind vStack Microsoft Nakivo Citrix Symantec События Релизы Видео Контакты Авторы RSS
Виртуализация и виртуальные машины

Все самое нужное о виртуализации и облаках

Более 6300 заметок о VMware, AWS, Azure, Veeam, Kubernetes и других

VM Guru / News / Как работает кэш на чтение в VMware Virtual SAN и новый документ о кэшировании на SSD.

Как работает кэш на чтение в VMware Virtual SAN и новый документ о кэшировании на SSD.

26/11/2015

Поддержите VM Guru!

USDT / TRC20, адрес: TCDP7d9hBM4dhU2mBt5oX2x5REPtq9QdU1




Пост:

Компания VMware выпустила очень познавательный документ "An overview of VMware Virtual SAN caching algorithms", который может оказаться полезным всем тем, кто интересуется решением для создания программных хранилищ под виртуальные машины - VMware Virtual SAN. В документе описан механизм работы кэширования, который опирается на производительные SSD-диски в гибридной конфигурации серверов ESXi (то есть, SSD+HDD).

SSD-диски используются как Performance tier для каждой дисковой группы, то есть как ярус производительности, который преимущественно предназначен для обеспечения работы механизма кэширования на чтение (Read cache, RC). По умолчанию для этих целей используется 70% емкости SSD-накопителей, что экспериментально было определено компанией VMware как оптимальное соотношение.

SSD-диски значительно более производительны в плане IOPS (тысячи и десятки тысяч операций в секунду), поэтому их удобно использовать для кэширования. Это выгодно и с экономической точки зрения (доллары на IOPS), об этом в документе есть наглядная табличка:

То есть, вы можете купить диск SSD Intel S3700 на 100 ГБ за $200, который может выдавать до 45 000 IOPS, а это где-то $0,004 за IOPS. С другой же стороны, можно купить за те же $200 диск от Seagate на 1 ТБ, который будет выдавать всего 100 IOPS, что составит $2 на один IOPS.

Кэш на чтение (RC) логически разделен на "cache lines" емкостью 1 МБ. Это такая единица информации при работе с кэшем - именно такой минимальный объем на чтение и резервирование данных в памяти используется. Эта цифра была высчитана экспериментальным путем в исследовании нагрузок на дисковую подсистему в реальном мире, которое VMware предпочитает не раскрывать. Кстати, такой же величины объем блока в файловой системе VMFS 5.x.

Помимо обслуживания кэша на SSD, сервер VMware ESXi использует небольшой объем оперативной памяти (RAM) для поддержки горячего кэша обслуживания этих самых cache lines. Он содержит несколько самых последних использованных cache lines, а его объем зависит от доступной памяти в системе.

Также в памяти хранятся некоторые метаданные, включая логические адреса cache lines, валидные и невалидные регионы кэша, информация о сроке хранения данных в кэше и прочее. Все эти данные постоянно хранятся в памяти в сжатом виде и никогда не попадают в своп. При перезагрузке или выключении/включении хоста кэш нужно прогревать заново.

Итак, как именно работает кэширование на SSD в VMware Virtual SAN:

1. Когда операция чтения приходит к Virtual SAN, сразу же включается механизм определения того, находятся ли соответствующие данные в кэше или нет. При этом запрашиваемые данные за одну операцию могут быть больше одной cache line.

2. Если данные или их часть не находятся в RC, то для них резервируется буфер нужного объема с гранулярностью 1 МБ (под нужное количество cache lines).

3. Новые аллоцированные cache lines вытесняют из кэша старые в соответствии с алгоритмом Adaptive Replacement Cache (ARC), который был лицензирован VMware у IBM.

4. В случае промаха кэша каждое чтение одной cache line с HDD разбивается на чанки размером 64 КБ (этот размер тоже был определен экспериментально в ходе исследований). Это сделано для того, чтобы не забивать очередь на чтение с HDD "жирной" операцией чтения в 1 МБ, которая бы затормозила общий процесс ввода-вывода на диск.

5. В общем случае, одна операция чтения запрашивает лишь часть данных одной cache line, а первыми читаются именно нужные 64 КБ чанки с HDD-диска от этой cache line.

6. Запрошенные с HDD-диска данные сразу отдаются к подсистеме вывода и направляются туда, откуда их запросили, а уже потом в асинхронном режиме они попадают в соответствующие cache lines кэша и под каждую из них выделяется буфер 1 МБ в памяти. Таким образом устраняются потенциальные затыки в производительности.

В документе описаны также и механики работы кэша на запись (Write cache), для которого используется техника write-back, а также рассматриваются All Flash конфигурации. Читайте - это интересно!

Интересное:





Зал Славы Рекламодателя
Ближайшие события в области виртуализации:

Быстрый переход:
VMware Broadcom Offtopic Microsoft Veeam Cloud StarWind VMachines NAKIVO vStack Gartner Vinchin Nakivo IT-Grad Teradici VeeamON VMworld PowerCLI Citrix VSAN GDPR 5nine Hardware Nutanix vSphere RVTools Enterprise Security Code Cisco vGate SDRS Parallels IaaS HP VMFS VM Guru Oracle Red Hat Azure KVM VeeamOn 1cloud DevOps Docker Storage NVIDIA Partnership Dell Virtual SAN Virtualization VMTurbo vRealize VirtualBox Symantec Softline EMC Login VSI Xen Amazon NetApp VDI Linux Hyper-V IBM Google VSI Security Windows vCenter Webinar View VKernel Events Windows 7 Caravan Apple TPS Hyper9 Nicira Blogs IDC Sun VMC Xtravirt Novell IntelVT Сравнение VirtualIron XenServer CitrixXen ESXi ESX ThinApp Books P2V HCX vSAN Private AI VCPP VCF Workstation Labs Backup Explore vDefend Data Protection ONE Tanzu AI Intel Live Recovery VCP V2V Aria NSX DPU Update EUC Avi Community Skyline Host Client Chargeback Horizon SASE Workspace ONE Networking Ransomware Tools Performance Lifecycle Network AWS API USB SDDC Fusion Whitepaper SD-WAN Mobile VMUG SRM ARM HCI Converter Photon OS Operations VEBA App Volumes Certification VMConAWS Workspace Imager SplinterDB DRS SAN vMotion Open Source iSCSI Partners HA Monterey Kubernetes vForum Learning vRNI UAG Support Log Insight AMD vCSA NSX-T Graphics NVMe HCIBench SureBackup Docs Carbon Black vCloud Обучение Web Client vExpert OpenStack UEM CPU PKS vROPs Stencils Bug VTL Forum Video Update Manager VVols DR Cache Storage DRS Visio Manager Virtual Appliance PowerShell LSFS Client Datacenter Agent esxtop Book Photon Cloud Computing SSD Comparison Blast Encryption Nested XenDesktop VSA vNetwork SSO VMDK Appliance VUM HoL Automation Replication Desktop Fault Tolerance Vanguard SaaS Connector Event Free SQL Sponsorship Finance FT Containers XenApp Snapshots vGPU Auto Deploy SMB RDM Mirage XenClient MP iOS SC VMM VDP PCoIP RHEV vMA Award Licensing Logs Server Demo vCHS Calculator Бесплатно Beta Exchange MAP DaaS Hybrid Monitoring VPLEX UCS GPU SDK Poster VSPP Receiver VDI-in-a-Box Deduplication Reporter vShield ACE Go nworks iPad XCP Data Recovery Documentation Sizing Pricing VMotion Snapshot FlexPod VMsafe Enteprise Monitor vStorage Essentials Live Migration SCVMM TCO Studio AMD-V KB VirtualCenter NFS ThinPrint Director Memory SIOC Troubleshooting Stretched Bugs ESA Android Python Upgrade ML Hub Guardrails CLI Driver Foundation HPC Orchestrator Optimization SVMotion Diagram Ports Plugin Helpdesk VIC VDS Migration Air DPM Flex Mac SSH VAAI Heartbeat MSCS Composer
Полезные постеры:

Постер VMware vSphere PowerCLI 10

Постер VMware Cloud Foundation 4 Architecture

Постер VMware vCloud Networking

Постер VMware Cloud on AWS Logical Design Poster for Workload Mobility

Постер Azure VMware Solution Logical Design

Постер Google Cloud VMware Engine Logical Design

Постер Multi-Cloud Application Mobility

Постер VMware NSX (референсный):

Постер VMware vCloud SDK:

Постер VMware vCloud Suite:

Управление памятью в VMware vSphere 5:

Как работает кластер VMware High Availability:

Постер VMware vSphere 5.5 ESXTOP (обзорный):

 

Популярные статьи:
Как установить VMware ESXi. Инструкция по установке сервера ESXi 4 из состава vSphere.

Включение поддержки технологии Intel VT на ноутбуках Sony VAIO, Toshiba, Lenovo и других.

Типы виртуальных дисков vmdk виртуальных машин на VMware vSphere / ESX 4.

Как работают виртуальные сети VLAN на хостах VMware ESX / ESXi.

Как настроить запуск виртуальных машин VMware Workstation и Server при старте Windows

Сравнение Oracle VirtualBox и VMware Workstation.

Что такое и как работает виртуальная машина Windows XP Mode в Windows 7.

Диски RDM (Raw Device Mapping) для виртуальных машин VMware vSphere и серверов ESX.

Работа с дисками виртуальных машин VMware.

Где скачать последнюю версию VMware Tools для виртуальных машин на VMware ESXi.

Подключение локальных SATA-дисков сервера VMware ESXi в качестве хранилищ RDM для виртуальных машин.

Как перенести виртуальную машину VirtualBox в VMware Workstation и обратно

Инфраструктура виртуальных десктопов VMware View 3 (VDI)

Как использовать возможности VMware vSphere Management Assistant (vMA).

Бесплатные утилиты для виртуальных машин на базе VMware ESX / ESXi.

Интервью:

Alessandro Perilli
virtualization.info
Основатель

Ратмир Тимашев
Veeam Software
Президент


Полезные ресурсы:

Последние 100 утилит VMware Labs

Новые возможности VMware vSphere 8.0 Update 1

Новые возможности VMware vSAN 8.0 Update 1

Новые документы от VMware

Новые технологии и продукты на VMware Explore 2022

Анонсы VMware весной 2021 года

Новые технологии и продукты на VMware VMworld 2021

Новые технологии и продукты на VMware VMworld 2020

Новые технологии и продукты на VMware VMworld Europe 2019

Новые технологии и продукты на VMware VMworld US 2019

Новые технологии и продукты на VMware VMworld 2019

Новые технологии и продукты на VMware VMworld 2018

Новые технологии и продукты на VMware VMworld 2017



Copyright VM Guru 2006 - 2025, Александр Самойленко. Правила перепечатки материалов.
vExpert Badge