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EMC Symmetrix存储缓存机制解读(三)

  【IT168 技术】在前两篇《Symmetrix缓存技术解读》、《Symmetrix缓存机制解读》中,介绍了Symmetrix缓存中的数据类型和I/O在缓存中的工作模式。本文将解读影响Symmetrix性能的几种缓存参数,System Write Pending Limits、Device Write Pending Limits和DA Write Pending Limits。

  System Write Pending Limits:

  在Symmetrix缓存机制解读(二)中,我们介绍了写入等待Write Pending Limit的概念。Write Pending Limit缓存Slot是用来存放(对应快速写入)已经在内存中修改,但还未最后写入到后端磁盘上的数据。当Write Pending的Slot达到一定的数量,并且达到系统中的上限以后,会触发Delay Fast Write,从而使整个阵列的性能有所降低。而Write Pending Limit就是Symmetrix存储阵列中用作写入等待的最大上限。VMAX Enginuity 5875以后是75%,之前的VMAX和DMX都是80%的总缓存比例:

  Device Write Pending Limits:

  除了System Write Pending Limits以外,缓存中还有针对Symmetrxi磁盘设备(逻辑卷)的Device Write Pending Limits。它的作用是保证单个磁盘设备的不会占用太多的Write Pending缓存Slot,从而影响到其他磁盘设备的性能。所有的磁盘设备都包含了一样的上限值,而且所有磁盘设备的上限相加会大于整个缓存slot的数量。对于Symmetrix的Meta Device,组成它的Member都会包含有一个相应的Device Write Pending值。

  DA Write Pending Limits:

  DA WritePending Limits默认情况下等于50%的System Write Pending Limits。这个值通常是用来触发缓存压力事件的“Cache Stress“。 Cache Stress是Symmetrix用来定义是否有过多的Write Pending Slot,其中一个主要的指标就是DA Write Pending Limits值。但整体的Write Pending的数量达到DA Write Pending Limits的时候,Symmetrix就会进入Cache Stress模式。进入Cache Stress模式以后symmetrix会改变缓存操作的模式。例如Director会进入优先Destatge模式,使用相同时间来处理destage数据和应付Read Miss操作。这些活动都会短暂的降低系统性能,读取和写入都会受到影响。不过长期来看,当缓存释放以后,整体的性能将恢复。

  达到Write Pending Limits的影响:

  当Symmetrix阵列达到Write Pending Limit的时候,会对整体的写入性能有比较大的影响。如果写入发生,Symmetrix阵列在接到写入请求以后会尝试分配Cache Slot,然后检查Write Pending Limits是否已经到达,如果是,会直接触发Write Miss。新的Cache Slot不会被分配,直至Write pending的slot destage到后端的磁盘上。虽然Director会进入较高级别的destage模式,但是主机的写入还是因为这种情况而变慢。但是如果,前端的写入频繁发生在一个磁盘区域中,同一个Cache Slot会被标注成Write Pending模式,但是对于多次写或者重复写发生在一个Cache Slot中,因为不需要重新分配新的Cache Slot,则影响会相对小一些。

  下图给出了一个Symmetrix阵列达到Write Pending Limit后影响的例子。这个测试是在128个Device上进心的,前端模拟了大量的写入请求,以至于超过当前阵列的承受范围。最初,由于有足够的缓存,则阵列处于告诉的Write Hit状态,下图我们可以看到每秒可以有15000 IOPS,但是随着时间的推移,当40%的Cache Slot被Write pending所用的时候,Symmetrix进入到cache stress模式。后端Director会使用更多的资源来进心destage。磁盘本身也达到了自身的Write Pending Limit。这种情况下,我们可以看到整体的IOPS开始下降,写入的反应时间也开始随之升高,IOPS达到了10000左右。40秒以后,System Write Pending达到了80%。虽然symmetrix加快了destage的速度,还是没有来得及处理写入请求。在某一个时间点会出现一个下降的峰值,随后缓存将无法在加速写入请求。写入的反应速度与后端destage的速度保持一致,IOPS下降到5000左右。

EMC Symmetrix存储缓存机制解读(三)

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