Thin provisioning, czyli koniec z marnotrawstwem

0

Nikt nie chce płacić za coś, czego nie używa. Rozwiązania IT nie stanowią wyjątku. Niestety wiele firm nie potrafi umiejętnie wykorzystać powierzchni dyskowej. Thin provisioning pozwala rozwiązać ten problem

Z licznych analiz wynika, że w dużych systemach teleinformatycznych wykorzystuje się około 25 procent zasobów dyskowych. Co oznacza, że wielu użytkowników marnuje środki na zakup nieużywanych dysków. To nie koniec zbędnych wydatków. Przecież dochodzą jeszcze koszty związane z energią, systemami chłodzenia, wykorzystaniem większej powierzchni. Od wielu lat producenci poszukują rozwiązań, pozwalających ekonomicznie zarządzać przestrzenią dyskową. Było już kilka podejść, ale jak do tej pory najlepsze rezultaty przynosi thin provisioning. Technologia na pierwszy rzut oka wydaje się mało skomplikowana, ale jej efektywne zastosowanie wymaga odpowiedniej wiedzy i narzędzi. Thin provisioning jest metodą odpowiedniego adresowania i alokowania przestrzeni dyskowej dla serwerów, systemów operacyjnych czy też aplikacji.

Jak to działa?

Większość firm jak na razie sięga po prostsze metody niż thin provisioning. W macierzach dyskowych dołączonych do kilku serwerów bądź aplikacji, administrator przydziela zasoby dla każdego systemu, zakładając nadmiar wolnej pojemności. Przykładowo przyjmuje, że system docelowo będzie posiadać 150GB przestrzeni dyskowej, ale na początek jest to zaledwie 20GB danych. W praktyce większość systemów nigdy nie osiągnie zakładanych rozmiarów i będzie blokować niezapisaną na dyskach przestrzeń. Ten problem ma rozwiązać thin provisioning. Ta wirtualna technologia posuwa się do małego oszustwa w stosunku do system plików. Kiedy system się rozrasta, otrzymuje automatycznie dodatkową przestrzeń dyskową. Ważne, żeby rozmiar dostarczanych bloków nie był zbyt duży, bowiem małe porcje danych będą pobierać duże bloki, co prowadzi do marnotrawstwa powierzchni. Przykładem optymalnego rozwiązania są macierze 3PAR posiadające bloki na poziomie 16kB.

Trzeba też zwrócić uwagę, aby system nie był „thin” tylko przez chwilę. Kiedy może dojść do takiej sytuacji? System zapisuje dane, alokuje przestrzeń, a następnie dane zostają wykasowane. W rezultacie powstają wolne przestrzenie, uprzednio przydzielone odpowiednim systemom. Dlatego ważnym elementem thin provisioningu jest sposób zwrotu wolnego miejsca. Technologia bez elementów zarządzania zwalnianą przestrzenią byłaby nieużyteczna i prowadziłoby do nieuzasadnionych zakupów kolejnych dysków. Sposób zwrotu wolnego miejsca różni poszczególnych producentów stosujących thin provisioning. Podstawowy element sterowania stanowi komunikacja pomiędzy aplikacją i pamięcią masową. System plików nie nie jest oszczędny. Po za tym nie posiada mechanizmów raportujących i informujących o tym jak długo potrzebna jest dana przestrzeń. Aby efektywnie wykorzystać thin provisioning stosuje się dwie metody:
– macierz dyskowa sprawdza dane otrzymywane do zapisu i szuka wolnych miejsc, aby zapisać je bez konieczności pobierania nowego zasobu;
– modyfikację pracy serwera, umożliwiająca informowanie o tym kiedy i gdzie znajdują się wolne przestrzenie.

Pierwsza z wymienionych opcji może być kłopotliwa. Monitorowanie zajętości przestrzeni przez macierz generuje dodatkowe operacje wewnętrznych procesorów, co z kolei wpływa na wydajność systemu. Dlatego też wyzwaniem dla vendorów jest opracowanie odpowiedniej komunikacji, pozwalającej, aby decyzje dotyczące zajętości przestrzeni dyskowych były podejmowane w wyższych warstwach.

Metoda z zerami

Najbardziej znanym sposobem zarządzania wolnymi zasobami w thin provisioningu jest technologia zero page reclaim. Pozwala ona odzyskać przestrzeń, posiadającą status zaalokowanej , ale nie wykorzystanej fizycznie przez dane. Taka przestrzeń zostanie opisana ciągami „0”i zwrócona do wolnej puli. Ale zdarzają się sytuacje, w których system zgłasza zapotrzebowanie na wolną przestrzeń dyskową, pobiera stronę i zapisuje wyłącznie „0”. Czy macierz dyskowa potrafi przewidzieć takie zachowanie systemu? Jak na razie nie. Trwają jednak prace nad wprowadzeniem w macierzy opcji analizy danych, sprawdzającej rozmiar przesłanych danych. Ze względu na analizę danych „w locie” proces ten powoduje spadek wydajności pracy macierzy w momencie zapisu danych, ale jeszcze bardziej optymalizuje wykorzystanie pojemności.Sprawdzenie stron zerowych zapisanych na macierzy może odbywać się w dwojaki sposób – jako wymuszone przez administratora lub automatyczny proces o zdefiniowanych porach działania systemu.

Thin provisiong wciąż się rozwija

Thin provisiong pojawia się zarówno w systemach macierzowych np. HP 3Par, NetApp Infortrend, jak i również wśród producentów oprogramowania. Wśród tych ostatnich na szczególną uwagę zasługuje Veritas Thin Reclamation API, będący częścią pakietu Storage Foundation. System wspiera większość korporacyjnych systemów sprzętowych. Ponadto jest instalowany jako system plików VxFS, co umożliwia komunikację pomiędzy systemem operacyjnym i macierzą. Trwają też prace nad standardami komunikacji. Najbardziej w tej chwili rozpowszechnionym rozwiązaniem jest ATA TRIM, z którym utożsamiają się Microsoft i kilka dystrybucji Linuxa. Co ważne, wspiera on również dyski SSD.

Thin provisioning to technologia, po którą warto sięgnąć już dziś. Najszybszą stopę zwrotu z inwestycji gwarantują systemy maksymalnie zautomatyzowane. Producentów czeka jeszcze sporo pracy, wciąż istnieją obszary wymagające dalszego rozwoju. Niemniej thin provisioning ma przed sobą świetlaną przyszłość.

Mirosław Chełmecki, Dyrektor Działu Serwerów i Pamięci Masowych, Veracomp SA

BRAK KOMENTARZY

ZOSTAW ODPOWIEDŹ