Живая оптика | Оптический прайм | Глубина очереди: Более глубокий взгляд

Очередь диска часто считается первым признаком низкой производительности приложения, но ее часто обвиняют слишком рано. Следующее объяснение представляет собой краткое руководство по пониманию некоторых основных подходов к демистификации Disk Que.

Давайте разобьем это на две части. Базовое руководство по выживанию для тех из вас, у кого нет времени читать дальше, и более глубокое понимание того, почему Disk Queue вообще оказался в центре внимания. 

Руководство по выживанию:

Проект AN Optical Prime показывает количество незавершенных операций ввода-вывода с точки зрения ОС для каждого сэмпла в течение всего периода записи. Если проблема связана с очередью дисков, она должна быть тесно связана с задержкой в тот же период. Итак, от хорошего к худшему:

- Низкий уровень очереди диска и низкая задержка = вероятное удовлетворение приложения и пользовательского опыта

- High Disk Queue and Low Latency = Если задержка остается желательной, это должно быть нормально.

- Low Disk Queue and High Latency = Требует внимания, но вряд ли это будет ваше хранилище.

- High Disk and High Latency = Следует рассматривать ваше хранилище как потенциальное узкое место.

Этот последний аспект должен быть исследован, и именно здесь важна ценность оптического прайма, представляющего производительность с течением времени. Если задержка вызвана очередью дисков, то можно увидеть тесно коррелированные закономерности между двумя значениями.  

Ниже приведена запись, демонстрирующая пример хорошей корреляции между задержкой и очередью дисков.

Чтобы понять основы длины очереди диска, подумайте об очереди на кассу в местном «Food-Mart». Все знают эту дрель... Вы выбираете свои товары, встаете в очередь, чтобы их выписали, когда наступает ваша очередь, вы платите, и, наконец, вы становитесь владельцем товара.

Все также были там в отпуск или поздно вечером, когда очередь длинная, и у бедного кассира есть очередь из расстроенных людей, говорящих: «Почему бы руководству просто не открыть больше кассовых дорожек!»

На базовом уровне определение очереди диска — это количество ожидающих выполнения операций с диском, поэтому она часто используется для обозначения проблем с хранением.

Мы все знаем, что добавление большего количества кассиров в Food-Mart привело бы к тому, что очередь разветвилась веером и пошла быстрее, и это происходит потому, что мы увеличили степень нашей параллельной работы. Те же основные принципы могут быть применены к запросам ввода-вывода. Если бы у меня был только один диск на сервере, пытающийся выполнить всю эту работу, или даже, скажем, небольшой RAID 5, пытающийся выполнить эту работу. Тогда мы могли бы представить, что приложение будет генерировать требование рабочей нагрузки, в котором будет выполняться резервное копирование строки оформления заказа для операций ввода-вывода. Это явление с большой очередью дисков называется «привязкой к шпинделю». Проще говоря, диски не поспевают за спросом, поэтому формируется линия, которая проявляется как задержка в операционной системе.

Основное правило состоит в том, что очередь дисков, состоящая более чем из 2-4, является плохой.

Легко, не правда ли? К сожалению, все становится сложнее.

Правило состоит в том, что дисковая очередь более 2-4 на диск — это плохо... причина, по которой это становится сложным, заключается в том, что оптический фикс-объектив не говорит вам, сколько дисков составляют "F: Драйв».

Кажется достаточно тривиальным, почему бы нам не взять количество дисков и не покончить с этим? Ну, мы не всегда можем это делать. Некоторые диски на самом деле являются разделами, и диски E: и F: могут находиться на одном диске. Лучшую маску правды дают сами массивы хранения данных.

Любой внешний дисковый массив, который может представлять том или LUN в операционной системе, может маскировать любое количество дисков в ОС. Например, массив может иметь группу RAID из 4 или 9 дисков, составляющих LUN, который представляется в ОС Windows как «F: Драйв"... поэтому, если у нас есть дисковая очередь из 15, это плохо... или это нормально?

Помехи
для приложенийНекоторые приложения могут управлять очередью дисков или реагировать на нее. Приложение для метода управления, например SQL Server, может регулировать операции ввода-вывода, чтобы не создавать слишком много ожидающих операций ввода-вывода. Если они видят, что дисковая очередь растет, они могут замаскировать проблему, не позволяя ей выйти из-под контроля.

Шаблоны
данныхСнова на кассе в Food-Mart... Когда менеджер, наконец, просыпается и открывает три новые кассовые полосы, люди могут разойтись веером и пройти через очереди, потому что их покупки не связаны между собой. Они похожи на случайный ввод-вывод. Каждый человек проходит через линию независимо от кого-либо другого. Произвольный ввод-вывод выполняется аналогично. Каждая операция хочет закончиться как можно быстрее и не особо заботится ни о ком другом.

Последовательные данные — наоборот, и их можно рассматривать как фильм. Фильм — это серия фотографий, которые воспроизводятся «в последовательности», чтобы создать эффект кинофильма. Чтобы фильм имел смысл, эти кадры должны воспроизводиться по порядку и зависят от этого порядка, чтобы фильм имел смысл. (за вычетом фильмов Квентина Тарантино, конечно)

Часто последовательные операции ввода-вывода невозможно разбить на параллельные операции. В зависимости от характера программы, выполняющей последовательную рабочую нагрузку, может наблюдаться или не наблюдаться увеличение дисковой очереди и задержки, но может наблюдаться аналогичная корреляция, распространяющаяся и на размер передачи ввода-вывода. Чтобы узнать об этом больше, прочитайте статью о том, как размер передачи ввода-вывода может повлиять на задержку.

Сводка
Сегодня, с появлением твердотельных накопителей и виртуализированных систем хранения данных, вероятность того, что диски станут узким местом, уже не такая, как в те времена, когда диски со скоростью вращения 15 000 об/мин были самым высоким уровнем. Тем не менее, это то, на что стоит обратить внимание каждый раз, когда вы выискиваете проблему задержки.  

Почти проще исключить то, что диск вызывает задержку, чем найти причину задержки. Но, по крайней мере, у вас может быть на одно место меньше, :) можно посмотреть.

Если у вас есть вопросы, обратитесь в службу поддержки Live Optics по адресу liveoptics.support@dell.com.