OneFS: ISILON'da Veri Sıkıştırmayı Anlama

Isilon F810 düğümleri, Isilon kümeniz üzerinde satır içi veri sıkıştırması gerçekleştirmenize olanak tanır. OneFS yalnızca Isilon F810 düğüm havuzlarında satır içi veri sıkıştırmayı destekler. F810 düğümleri, düğüm tarafından alınan verileri sıkıştıran ve açan Ağ Arabirim Kartlarını (NIC'ler) içerir. Donanım sıkıştırması ve açma işlemi, istemciler tarafından kümeden veri okunurken veya kümeye veri yazılırken F810 düğümlerinin 40 GB Ethernet arayüzlerinde paralel olarak gerçekleşir. Bu dağıtılmış arayüz modeli, bir Isilon kümesi büyüdükçe ve ek F810 düğümleri eklendikçe sıkıştırmanın tümüyle flash F810 düğüm havuzunda doğrusal şekilde ölçeklenmesine olanak tanır.

Aşağıdakilere sahip bir kümede satır içi veri sıkıştırmayı etkinleştirebilirsiniz:

• F810 düğüm havuzu
• 40 Gb Ethernet arka uç ağı
• OneFS 8.1.3 veya OneFS 8.2.1 veya sonraki sürümler

Karma Kümeler
F810 dışındaki düğüm türlerini içeren karma bir kümede, dosyalar yalnızca F810 düğüm havuzlarında sıkıştırılmış bir biçimde depolanır. Diğer düğüm tiplerinin depolama havuzlarına yazılan veya katmanlandırılmış veriler, havuzlar arasında sıkıştırılmamış şekilde hareket eder.

Yüksek düzeyde, Isilon'un yeni sıkıştırma işlevinin avantajları şunları içerir:

• Basitlik: Yapılandırma yok, varsayılan olarak sürekli sıkıştırma yönetim yükünü ortadan kaldırır.
• Randıman: Isilon, satır içi donanım boşaltma özelliğini kullanarak depolama verimliliğini en üst düzeye çıkarırken performans üzerindeki herhangi bir etkiyi en aza indirir.
• Şeffaflık: Sıkıştırma, OneFS dosya sistemine yerel olarak entegre edilmiştir ve bu da onu uygulamalar ve iş akışları için şeffaf hale getirir.
• Ahenk: Diğer Isilon depolama verimliliği araçlarıyla uyum içinde çalışır.

OneFS satır içi sıkıştırma, diske yazılırken verilerin fiziksel boyutunu azaltan kayıpsız bir algoritma kullanır. Sıkıştırılmış veriler, geri okunduğunda açılır. Sıkıştırma, aşağıdakiler gibi protokol tabanlı hizmetler de dahil olmak üzere dosya sisteminin üstünde yer alan uygulamalar için şeffaftır: Network File System (NFS) ve Server Message Block (SMB).

Isilon satır içi sıkıştırmanın birincil amacı, veriler için depolama gereksinimlerini azaltmaktır. Satır içi sıkıştırma genellikle daha küçük bir depolama ayak izine, daha düşük güç ve soğutma gereksinimlerine ve TB başına genel depolama maliyetinde bir azalmaya sahiptir. Ancak sıkıştırma, depolama aygıtlarına yazılan toplam veri miktarını azaltmaya da yardımcı olur. Bu, katı hal sürücüler (SSD'ler) ve üzerine yazma sınırları sınırlı olan diğer ortamlar için sürücü yıpranma oranlarını azaltarak faydalıdır.

Peki kaputun altında ne var?

OneFS satır içi veri sıkıştırması beş ana bileşenden oluşur:

1. Sıkıştırma Platformu
2. Sıkıştırma Motoru
3. Sıkıştırma Öbek Haritası
4. Sıkıştırma Uyarı ve Raporlama Çerçevesi
5. Sıkıştırma Denetimi Yolu

Bu yazıda platform ve sıkıştırma motoruna odaklanıyoruz.

Satır içi veri sıkıştırma, yalnızca her düğümde bir sıkıştırma boşaltma adaptörü bulunan yeni Isilon F810 tümüyle flash platformda desteklenir. Bu bağdaştırıcı, ağ işlemcisinden belirli görevleri boşaltmak için yana arama sıkıştırması sağlar. Bu, sıkıştırma ve açma işlemlerinin minimum gecikmeyle özel bir Alanda Programlanabilir Kapı Dizisi (FPGA) kullanılarak şeffaf bir şekilde gerçekleştirildiği ve CPU ve bellek kaynaklarının azaltıldığı anlamına gelir.

Yeni F810 kasa aşağıdaki depolama seçenekleriyle sunulur:

Çift bağlantı noktalı 40 Gb Ethernet arabirimlerine ek olarak, her sıkıştırma boşaltma adaptörü, verilerin sıkıştırılması ve açılması için ayrılmış bir FPGA yongası içerir. Düğümlerin arka uç PCI-e yuvasındaki her adaptör kartında bulunan iki Ethernet bağlantı noktası, yedekli arka uç ağ bağlantısı için kullanılır.

Donanım sıkıştırması ve açma işlemi, istemciler tarafından kümeden veri okunurken veya kümeye veri yazılırken F810 düğümlerinin 40 GB Ethernet arayüzlerinde paralel olarak gerçekleşir. Bu dağıtılmış arayüz modeli, sıkıştırmanın bir Isilon kümesi büyüdükçe ve ek F810 düğümleri eklendikçe F810 düğüm havuzunda doğrusal şekilde ölçeklenmesine olanak tanır. OneFS 8.1.3 ve sonraki sürümleri, 4 ila 144 F810 düğümünü veya küme başına 36 kasayı destekler. En iyi uygulama önerisi, küme başına maksimum 40 F810 düğümüdür.

F810 düğümleri, verilerin gerçek zamanlı sıkıştırmasını ve açılmasını gerçekleştirmek için arka uç PCI-e ağ bağdaştırıcısında FPGA tabanlı bir donanım yük aktarım motoru kullanır. Bu durum, dosyalar bağlı bir istemci oturumu kullanılarak kümedeki bir düğüme yazılırken ve bu düğümden okunurken oluşur.

FPGA'ya ek olarak, donanım sıkıştırma motoru tescilli bir DEFLATE uygulaması kullanır. Bu, yüksek oranda sıkıştırılabilir veri kümeleri için minimum veya hiç performans cezası oluşturmadan en yüksek sıkıştırma düzeyini sağlar.

Sıkıştırma motoru üç ana bileşenden oluşur:

Aynı kartta bulunduklarından, sıkıştırma motoru PCI-e bant genişliğini düğümün arka uç Ethernet arayüzleriyle paylaşır.

OneFS, sıkıştırma donanımı arızalanırsa yedek olarak bir yazılım uygulaması da sağlar. Karma bir kümede yazılım uygulaması, donanım sıkıştırması olmayan F810 olmayan düğümlerde kullanılır. Hem donanım hem de yazılım sıkıştırma uygulamaları DEFLATE uyumludur.