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새로운 VST 레벨을 통해 성능과 비용에 맞게 플래시 사용 최적화
Jay White
기술 마케팅 엔지니어
Chittur Narayankumar
기술 마케팅 엔지니어

가상 스토리지 계층화(VST)는 자동 스토리지 계층화(AST)에 대한 NetApp의 접근 방식입니다. AST 기술은 데이터센터에서 플래시 기반 미디어의 향상된 성능을 활용하는 동시에 비용과 복잡성을 최소화할 수 있도록 지원합니다. SSD(Solid-State Disk) 및 컨트롤러 기반 플래시와 같은 플래시 기반 장치는 초당 랜덤 읽기 작업을 초고속 하드 디스크 드라이브(HDD)보다 25-100배 더 많이 처리할 수 있지만 이러한 성능에는 기가바이트당 15-20배 더 높은 비용이 소요됩니다.

VST는 전체 데이터셋을 고가의 플래시 미디어에 영구적으로 배치하지 않고 핫 데이터 블록을 식별하여 플래시에 저장하는 동시에 콜드 데이터는 저렴한 저속 미디어에 저장합니다. NetApp은 최적의 솔루션을 설계하기 위해 AST가 해결해야 하는 과제를 파악하고자 많은 시간과 노력을 투입했습니다.

NetApp은 최근 VST에 2가지 제품을 추가함으로써 이제 클라이언트 애플리케이션에서 디스크 서브시스템까지 포함된 엔드 투 엔드 플래시 옵션을 제공하게 되었습니다.

  • 컨트롤러 레벨: 스토리지 컨트롤러 기반 플래시(NetApp® Flash Cache)는 핫 랜덤 읽기 데이터를 보유합니다. Flash Cache에서 사용하는 알고리즘에 대한 자세한 내용 및 기타 세부 사항은 이전 Tech OnTap® 기사를 참조하십시오.
  • 디스크 서브시스템 레벨: NetApp Flash Pool 기술은 NetApp Aggregate에 SSD 및 HDD가 혼합된 하이브리드 모델을 사용합니다. 핫 랜덤 읽기 데이터는 캐슁되고 반복적인 쓰기 데이터는 자동으로 SSD에 저장됩니다.
  • 서버 레벨: NetApp Flash Accel™ 기술은 VST를 서버로 확장합니다. 이 기술은 서버 쪽 플래시 장치(PCI-e 플래시 카드 또는 SSD)를 로컬 캐쉬로 사용하므로 네트워크 및 백엔드 스토리지의 I/O 로드를 덜어 사용량이 가장 많은 애플리케이션에 대한 I/O 효율성을 최적화하고 서버 CPU 및 메모리 리소스를 확보합니다.

이러한 3가지 레벨 모두는 계속해서 다음과 같은 VST의 모든 이점을 제공합니다.

  • 높은 세분성으로 핫 데이터를 실시간 지원: 핫 데이터는 VST에 즉시 들어가며 VST는 4KB 세분성으로 인해 플래시 기반 미디어를 매우 효율적으로 사용합니다.
  • 간편한 구현 및 단순한 관리: VST는 기존 데이터 볼륨 및 LUN과 연동됩니다. 스토리지 환경에 대해 복잡하거나 서비스 중단을 유발하는 변경을 수행할 필요가 없습니다. 데이터 이동에 대해 정책, 임계값 또는 윈도우 시간을 설정할 필요가 없습니다.
  • 완벽한 통합: VST는 NetApp 유니파이드 스토리지 아키텍처와 완벽하게 통합되므로 아무런 변경 없이 모든 SAN 또는 NAS 스토리지 프로토콜과 함께 사용할 수 있습니다.

이 기사에서는 NetApp Flash Pool 및 Flash Accel 기술을 사용하는 디스크 서브시스템 레벨 및 서버 레벨 VST 옵션에 대해 설명하며 3가지 레벨을 각각 언제 어디에서 구현해야 하는지에 대한 일반 지침을 제공합니다. Flash Cache에 익숙하지 않으신 분들은 원문 Flash Cache 기사에서 자세한 내용을 확인하십시오.

NetApp Virtual Storage Tier는 이제 인프라 내의 여러 레벨에서 운영되므로 플래시 사용을 더 효율적으로 최적화할 수 있습니다.

그림 1) NetApp Virtual Storage Tier가 이제 인프라 내의 여러 레벨에서 운영되어 플래시 사용을 보다 최적화할 수 있도록 지원함

Flash Pool

NetApp Flash Pool은 NetApp Aggregate 레벨에서 작동합니다. (Aggregate는 RAID 그룹의 모음입니다.) Flash Pool은 SSD(Solid-State Disk)로 구성된 RAID 그룹을 기존 64비트 Aggregate에 추가함으로써 생성되며 SSD와 HDD의 두 가지 기술을 최대한 활용하는 하이브리드 디스크 어레이가 만들어 집니다. SSD는 Aggregate 내의 볼륨에 대한 랜덤 읽기 및 반복적인 랜덤 쓰기(덮어쓰기)를 저장하여 하드 디스크 드라이브(HDD)에서 이 작업의 로드를 덜어주기 위해 사용됩니다. 결과적으로 더 적은 디스크 스핀들을 사용하거나 성능 중심 디스크보다는 용량 중심 디스크를 사용하여 동일한 수준의 성능과 전반적으로 더 나은 대기 시간을 달성할 수 있습니다. Flash Pool은 SSD 수준의 대기 시간 및 처리량 이점과 HDD 수준의 대용량 스토리지를 제공합니다.

디스크 서브시스템 레벨 Flash Pool 접근 방식은 다음과 같은 다양한 이점을 제공합니다.

  • 지속성: Flash Pool은 디스크 계층에서 구현되므로 테이크오버 이벤트가 발생할 때에도 지속적으로 운영 상태를 유지합니다. HA 구성에서 계획되거나 계획되지 않은 운영 중단을 위해 한 컨트롤러가 오프라인 상태가 되는 경우 다른 컨트롤러가 Flash Pool을 포함하여 해당 Aggregate와 볼륨을 넘겨받습니다. Flash Pool 내의 데이터 보호를 위해서는 RAID기법이 적용됩니다.
  • 랜덤 읽기 및 랜덤 덮어쓰기 캐슁: HDD 측면에서 가장 "고비용"의 작업은 랜덤 읽기 및 기존 블록의 랜덤 덮어쓰기입니다. Flash Pool 기술은 이러한 작업을 SSD로 넘깁니다. 덮어쓰기 캐슁은 Flash Pool을 다시 읽을 가능성이 높은 블록으로 채우고 HDD에 단시간 쓰기가 기록되지 않게 합니다.
  • 중복제거 인식: Flash Pool 기술은 중복제거를 완벽하게 인식합니다. 중복제거된 블록은 많은 레퍼런스를 가지고 있을 수도 있는데, 이것은 다수의 가상 머신들이 같은 인스턴스로 구성되어 중복제거 될 경우에 해당됩니다. 중복제거된 블록은 여러 레퍼런스를 통해 액세스되지만 해당 블록의 인스턴스 하나만 SSD에 유지됩니다. 이러한 효율성으로 인해 더 적은 플래시로도 주어진 워크로드를 수용할 수 있습니다. 이 효과를 캐쉬 확장이라고도 합니다.
  • FAS2200 시리즈 지원: NetApp FAS2200 시리즈 컨트롤러는 소형이기 때문에 컨트롤러 레벨 VST를 지원하지 않지만 Flash Pool 기술을 활용할 수는 있습니다.

Flash Pool 작동 방식

Flash Pool 기술 작동 방식을 이해하기 위해서는 SSD에 대한 랜덤 읽기 및 랜덤 덮어쓰기를 식별 및 제공하는 프로세스를 이해해야 합니다. 먼저, 읽기 요구 시 블록은 디스크에서 스토리지 컨트롤러 메모리로 읽혀 지며, 읽기 이벤트는 랜덤 또는 순차적 읽기로 분류됩니다. 랜덤으로 분류된 블록은 컨트롤러 메모리에서 없어질 때가 되면 SSD에 기록됩니다. 동일한 블록의 후속 읽기는 SSD에서 처리됩니다.

쓰기 측면에서 Data ONTAP은 쓰기 요구에 최적화되어 있습니다. 효율적인 NVRAM을 사용하여 들어오는 쓰기 요청을 저널링하여 지연 없이 완료되었음이 인식될 수 있습니다. 쓰기가 수집되고 알고리즘에 의하여 가능한 시점에 언제나 풀 스트라이프(full stripe)로 디스크에 기록되므로 쓰기 모음을 순차적 쓰기 작업으로 전환하여 RAID 및 HDD에서 최적의 성능을 구현합니다.

Flash Pool의 목표는 HDD의 I/O 로드를 덜어주는 동시에 다시 읽거나 쓸 가능성이 높은 블록이 SSD에 유지될 수 있게 하는 것입니다. 대규모 순차적 쓰기는 HDD에서 더욱 효율적으로 처리됩니다. 순차적 쓰기를 SSD에 보관하면 리소스가 최적 상태에 못 미치게 사용됩니다. 랜덤 쓰기 및 특히 반복 덮어쓰기 블록이 가장 이상적인 Flash Pool SSD의 타깃 대상입니다. Flash Pool은 읽기 가능성이 높은 블록과 반복 쓰기 블록으로 SSD를 채웁니다.

Data ONTAP은 쓰기 요청을 받으면 쓰기가 순차적이 아닌 랜덤인지 여부와 동일한 블록 위치의 이전 쓰기도 랜덤이었는지 확인합니다. 만일 그렇다면, 그 쓰기 요청은 SSD로 이동됩니다.

Flash Pool에서 블록이 제거되는 방식

Data ONTAP® 기술은 각 블록의 "핫" 정도를 추적하는 히트 맵(heat map, 지속성을 위해 SSD에 저장)을 유지합니다. 읽기는 "중립" 시에 Flash Pool에 들어갑니다. 후속 읽기는 블록의 온도를 "웜" 및 "핫"으로 높입니다. 쓰기도 "중립" 시에 Flash Pool로 들어갑니다. 그러나 후속 덮어쓰기는 블록의 온도를 높이지 않습니다.

사용 가능한 SSD 공간이 부족해지면 Data ONTAP은 각 패스에서 각 블록의 온도를 줄이는 제거 스캐너를 실행하기 시작합니다. 예를 들어 "핫" 블록이 "웜"이 되고 "웜" 블록이 "중립"이 되며 "중립" 블록이 "콜드"가 됩니다. 스캐너 패스 간에 블록을 읽거나 덮어쓰면 블록의 온도가 다시 상승합니다. 즉, "핫"은 읽기에 대해 최대로 유지되고 "중립"은 덮어쓰기에 대해 최대로 유지됩니다. "콜드" 블록을 읽거나 덮어쓰지 않으면 다음 스캐너 패스에서 온도가 "제거"로 감소됩니다. 이때 "읽기" 블록이 제거되는 동시에 덮어쓰기 블록이 HDD에 기록되도록 예약됩니다.

이 메커니즘은 Flash Pool이 가득 차면 핫 데이터만 유지되도록 합니다. Flash Pool은 핫 데이터를 보유하기 위해 동적으로 조정되며 읽기 및 덮어쓰기 전용 Flash Pool의 양은 풀을 사용하는 워크로드의 요구사항에 의해서만 결정됩니다.

블록은 히트 맵(heat map)을 기준으로 Flash Pool에서 제거됩니다. 풀이 가득 차면 제거 스캐너가 각 패스에서 각 블록의 온도를 줄입니다. 블록은 제거 온도에 도달하면 제거됩니다. 스캐너 패스 간의 액세스는 블록 온도를 높이므로 핫 데이터가 Flash Pool에 유지됩니다.

그림 2) 블록은 히트 맵을 기반으로 Flash Pool에서 제거됨. 풀이 가득 차면 제거 스캐너가 각 패스에서 각 블록의 "온도"를 줄입니다. 블록은 "제거" 온도에 도달하면 제거됩니다. 스캐너 패스 간의 액세스는 블록 온도를 높이므로 "핫" 데이터가 Flash Pool에 유지됩니다.

Flash Pool 성능

NetApp은 아직까지 Flash Pool 기술을 사용한 벤치마크를 공식적으로 발표하진 않았지만 OLTP 워크로드를 사용하여 잠재적 영향을 보여주는 전후 비교 연구를 수행했습니다. 동일한 FAS6210 기본 구성을 시작으로 IOPS당 비용에 대한 한 가지 사례와 스토리지 GB당 비용에 대한 두 번째 사례에 최적화된 Flash Pool을 구현했습니다. 그 결과는 그림 3에 나와 있습니다. 2가지 사례 모두에서 전체 대기 시간이 상당히 향상되는데 이는 여러 사례에서 총 IOPS보다 인식된 성능에 더 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

비용/효율성 및 성능에 따른 Flash Pool의 영향

그림 3) 비용/효율성 및 성능에 미치는 Flash Pool의 영향

표 1) Flash Pool 요구사항 및 옵션

Flash Pool 요구사항 및 옵션
Data ONTAP 버전Data ONTAP 8.1.1 이상, 7-Mode 및 Cluster-Mode
튜닝 옵션(볼륨당) 
읽기랜덤 읽기(기본값)
메타: 메타데이터만
랜덤 읽기-쓰기: 읽기 풀을 랜덤 읽기 및 쓰기로 채움
없음: 볼륨에서 읽기 캐슁 사용 안 함
쓰기랜덤 쓰기(기본값)
없음: 볼륨에서 쓰기 캐슁 사용 안 함
지원 플랫폼FAS22x0, FAS3240/3270, FAS3160/3170, FAS60x0, FAS62x0와 NetApp 디스크 및 SSD만 사용하는 V-Series

NetApp Flash Pool 기술을 구현 및 사용하는 방법에 대한 자세한 내용은 NetApp TR-4070: Flash Pool 설계 및 구현 가이드를 참조하십시오.

Flash Accel

NetApp Flash Accel 소프트웨어는 2012년 8월에 발표되었고 2012년 후반에 제공됩니다. Flash Accel은 NetApp VST 이점을 네트워크로 확장하여 서버 자체를 포함하도록 설계되었습니다. 로컬 플래시 장치가 서버에 있다는 것은 관리해야 하는 직접 연결 스토리지가 있음을 의미합니다. 이로 인해 데이터 보호에 잠재적 문제가 발생하고 데이터 사일로가 격리됩니다. Flash Accel을 사용한 서버 캐슁은 이러한 문제를 제거하고 다양한 이점을 제공합니다.

  • 특정 애플리케이션의 성능 향상을 위한 전용 플래시 구성: Flash Accel을 사용하면 하나 또는 소수의 애플리케이션을 위한 플래시 사용을 정확히 파악하는 동시에 로컬 스토리지의 단점을 제거하고 처리량을 80%까지 늘리며 트랜잭션 대기 시간을 90%까지 줄일 수 있습니다.
  • 하드웨어 제한 없음: Flash Accel은 서버에 있는 모든 엔터프라이즈급 플래시 장치(PCI-e 카드 또는 SSD)와 연동됩니다. NetApp은 기존 장치가 없는 고객을 위하여 Fusion-io와 계약을 통해서 해당 ioMemory 제품을 재판매하게 됩니다. 또한 NetApp은 다양한 서버 캐슁 파트너를 포함하도록 제휴 파트너 에코시스템을 확장하고 있습니다. 자세한 내용은 최신 보도 자료를 참조하십시오.
  • 지속성 및 내구성: Flash Accel 캐쉬에 저장된 데이터는 서버 재부팅 후에도 유지될 수 있습니다. 장애 및 블루 스크린과 같은 이벤트 발생 시에도 캐쉬는 손상되지 않고 유지됩니다.
  • 고유한 캐쉬 일관성: 복원과 같은 이벤트로 백엔드 스토리지의 데이터가 변경되면 다른 캐슁 솔루션은 전체 서버 캐쉬를 덤프해야 하므로 캐쉬가 다시 채워지는 동안 장기간에 걸쳐 성능이 저하됩니다. NetApp Flash Accel은 변경된 블록만을 식별하고 제거할 수 있으므로 성능이 유지됩니다.
  • VM 밀도 향상: VM 및 애플리케이션이 더 원활하게 실행되고 리소스 대기를 위한 차단 시간이 단축되므로 실제로 서버당 VM 수를 늘릴 수 있습니다(일반적으로 5-10개의 VM 추가).
  • 백엔드 스토리지의 효율성 향상: 테스트에 따르면 Flash Accel은 Flash Accel을 사용하지 않는 동일한 구성 및 워크로드에 비해 백엔드 스토리지의 효율성을 40% 향상시킵니다. 따라서 백엔드 스토리지에 필요한 리소스가 감소하고 다른 워크로드를 지원하기 위한 리소스가 확보됩니다.
  • 낮은 오버헤드: Flash Accel에는 ESX 호스트 메모리 리소스의 약 0.5%만 필요합니다.
  • 데이터 보호: 서버 쪽 캐쉬에 저장된 데이터는 NetApp 스토리지에도 저장되므로 표준 NetApp 방법을 사용하여 보호할 수 있습니다.

Flash Accel의 첫 번째 릴리즈는 VMware® vSphere® 5.0 이상 및 Windows® VM과만 연동됩니다. 이후 릴리즈는 추가 VM, 다른 하이퍼바이저 및 베어메탈을 포함하도록 지원이 확장될 예정입니다.

Flash Accel 작동 방식

Flash Accel은 다음 3가지 구성요소로 이루어집니다.

NetApp vCenter VSC 플러그인: Flash Accel의 구성 및 관리는 VMware vCenter™에서 실행되는 NetApp VSC(Virtual Storage Console)용 플러그인을 사용하여 수행됩니다. 이 플러그인을 사용하여 다음을 수행할 수 있습니다.

  • ESX 하이퍼바이저 플러그인 드라이버 설치 및 구성
  • 게스트 Flash Accel 에이전트 설치 및 구성
  • ESX 호스트에서 Flash SSD 장치 검색
  • ESX 호스트에 Flash Accel에서 사용할 1개 이상의 SSD 또는 기타 플래시 장치 구성
  • 호스트에서 캐슁 사용 여부 결정
  • 게스트 VM에서 캐쉬 크기 조정
  • 현재 캐쉬 상태 및 성능 메트릭 보고

Flash Accel 하이퍼바이저 플러그인(ESX 호스트에 설치됨): 하이퍼바이저 플러그인은 ESX 호스트에 설치되며 VSC를 사용하여 정의한 구성에 따라 로컬로 연결된 장치(예: SSD)와 스토리지 어레이 경로에 대한 제어 기능을 설정합니다. 이 플러그인은 논리적 장치를 만들고 ESX 스토리지 스택에 SCSI 장치로 표시합니다. 동일한 WWN을 사용하는 여러 ESX 호스트에서 생성된 논리적 장치를 통해 ESX에서 장치를 공유 장치로 처리할 수 있으므로 이 장치를 사용하는 VM이 vMotion® 및 VMware HA 운영에 참여할 수 있습니다. 하이퍼바이저 플러그인은 VM 마이그레이션 기능뿐만 아니라 플래시 장치의 관리 기능을 제공하고 동적 리소스 공유 및 캐쉬 블록 중복제거도 지원할 수 있습니다.

Windows VM의 Flash Accel 에이전트: Windows 게스트 VM를 위한 사용자 레벨 에이전트가 구현됩니다. 이 에이전트의 기능은 다음과 같습니다.

  • 필터 드라이버에 구성 전달
  • 1개 이상의 장치 혹은 전체 VM에 대해 캐슁 지원 여부 설정
  • VSC에 성능 메트릭 전달
  • SnapDrive® 및 SnapManager® 기술과 같은 다른 데이터 관리 소프트웨어와 통합

이 서비스 에이전트는 웹 서비스를 VSC로 엑스포트하고 Windows PowerShell™ cmdlet을 통해 드라이버와 통신합니다.

Flash Accel은 각 VM 및 VMware vSphere용 플러그인에서 실행되는 에이전트를 포함하며 vCenter 내에서 실행 중인 NetApp VSC를 통해 제어되며, ESX 호스트에서 사용 가능한 PCI-e Flash 카드나 SSD를 사용할 수 있습니다.

그림 4) Flash Accel은 각 VM 및 VMware vSphere용 플러그인에서 실행되는 에이전트를 포함하며 vCenter 내에서 실행 중인 NetApp VSC를 통해 제어됨. ESX 호스트에서 사용 가능한 PCI-e Flash 카드나 SSD를 사용할 수 있습니다.

그림 4에 나와 있듯이 Flash Accel은 ESX 서버의 로컬 플래시 리소스를 사용하여 Windows 가상 시스템에 대한 캐슁 계층을 제공합니다. 플래시 장치는 ESX 호스트의 여러 VM 간에 공유되어 각 VM에 자체 로컬 캐쉬를 제공합니다.

VM의 모든 읽기는 재사용을 위해 로컬에 캐슁되어 백엔드 스토리지의 향후 읽기 로드를 덜어줍니다. 쓰기는 백엔드 스토리지에 기록되지만 캐쉬에서 다시 읽기에 사용될 수 있습니다.

Flash Accel 캐쉬에는 캐쉬 운영 및 스토리지 매니저라는 2개의 주요 영역이 있습니다.

  • 캐쉬 운영 계층은 캐쉬를 통해 I/O 요청을 보내는 인터페이스를 구현합니다. 여기에는 캐쉬 및/또는 운영 스토리지 서버 간에 들어오는 I/O 요청을 다수의 4KB I/O 요청으로 변환하는 일이 포함됩니다. 캐쉬 운영 계층은 Windows 필터 드라이버에서 완전하게 구현됩니다.
  • 스토리지 매니저는 플래시의 메타데이터 및 캐슁된 데이터 블록에 대한 레이아웃과 지속성 구현을 처리합니다. 이 모듈은 캐쉬 운영 계층에서만 호출됩니다. 스토리지 매니저는 필터 드라이버 내에 위치하고 하이퍼바이저는 플래시 장치를 초기화, 구성 및 관리합니다.

데이터 일관성은 Flash Accel의 가장 중요한 기능입니다. Flash Accel에 알리지 않고 백엔드 데이터가 변경되는 경우 캐쉬 데이터와 백엔드 스토리지 데이터가 동기화되지 않을 수 있습니다. 이로 인해 캐쉬에서 애플리케이션/최종 사용자에 잘못된 데이터가 반환되어 데이터 손상이 발생할 수 있습니다. 다음은 데이터 일관성이 문제가 되는 2가지 상황입니다.

  • 데이터가 대역 내에서 수정되는 온라인 데이터 수정: Flash Accel은 장치 마운팅/마운팅 해제/부팅 시 캐슁된 메타데이터를 스토리지 시스템의 데이터와 비교하여 비일관성을 검색하고 잘못된 블록을 무효화하는 방법으로 비일관성을 검사합니다. 이에 대한 예로 NetApp 스토리지의 애플리케이션 데이터에 대한 SnapRestore® 작업을 들 수 있습니다. 검사 간에 Data ONTAP이 VM에서 사용 중인 데이터는 수정하지 않으므로 비일관성 문제가 발생하지 않습니다. 대역 외 수정(관리자가 스토리지에서 인식하지 못하는 방법으로 실행 중인 VM 업데이트)은 지원되지 않습니다.
  • 오프라인 데이터 수정(예: VMDK/LUN 복원): Flash Accel은 캐슁된 메타데이터를 백엔드 스토리지의 데이터와 비교하고 필요에 따라 블록을 무효화하는 동일한 작업을 수행합니다. SnapRestore를 사용하여 전체 VM을 복원하는 경우를 예로 들 수 있습니다.

이러한 상황에서 Flash Accel의 이점은 차이점이 있는 블록만 무효화하고 변경되지 않은 모든 블록은 유지한다는 것입니다. 이와 같은 상황이 발생하는 경우 사용 가능한 다른 솔루션으로 캐슁된 데이터를 모두 완전히 삭제하고 전체 캐쉬를 리워밍(rewarming)할 수 있습니다. 이 작업에는 데이터에 따라 몇 시간에서 며칠이 걸릴 수 있으며 이 기간 동안 성능이 저하됩니다.

Flash Accel 성능

Microsoft® Exchange에서 생성되는 디스크 I/O 로드를 시뮬레이션하는 JetStress를 사용하여 Flash Accel을 포함한 구성과 포함하지 않은 동일한 구성의 성능을 비교했습니다. Flash Accel을 추가하면 읽기 및 쓰기 모두에서 I/O 성능이 약 77% 향상되었습니다. 애플리케이션 읽기가 주로 Flash Accel에서 처리되므로 백엔드 스토리지가 읽기에 덜 사용되어 더 나은 쓰기 성능을 제공할 수 있었습니다. 따라서 전반적인 애플리케이션 성능이 크게 향상되었습니다. 그 결과는 그림 5에 나와 있습니다.

Exchange 워크로드를 시뮬레이션하는 JetStress를 사용할 경우 Flash Accel은 읽기 및 쓰기 I/O를 약 77% 향상합니다.

그림 5) Exchange 워크로드를 시뮬레이션하는 JetStress를 사용할 경우 Flash Accel은 읽기 및 쓰기 I/O를 약 77% 향상함

VST 옵션 선택

최상의 VST 레벨을 선택하면 비용 최소화를 지원하도록 모든 워크로드를 가속화하여 Flash 투자의 이점을 극대화할 수 있습니다.

  • 서버 레벨(Flash Accel): 특정 ESX 호스트에서 실행 중인 하나 이상의 VM을 가속화합니다.
  • 디스크 서브시스템 레벨(Flash Pool): Aggregate별로 워크로드를 가속화합니다.
  • 컨트롤러 레벨(Flash Cache): 스토리지 컨트롤러와 연결된 모든 워크로드를 가속화합니다.

즉, 공유 스토리지 인프라 내에서 워크로드 특수성이 서버 레벨에서 최대이고 컨트롤러 레벨에서 최소입니다. 하나의 워크로드를 가속화해야 하는 경우 서버 레벨 VST를 선택하는 것이 좋습니다. 모든 워크로드를 가속화해야 하고 성능 중심에서 용량 중심 디스크로 전환해야 하는 경우 디스크 서브시스템 레벨이나 컨트롤러 레벨을 선택합니다.

NetApp을 이용하여 새롭게 Flash 기술을 구현할 경우, 먼저 Flash Cache나 Flash Pool 기술로 시작한 다음 대기 시간에 매우 민감한 애플리케이션의 추가 성능 향상이 필요한 경우 Flash Accel을 추가하는 것이 좋습니다.

Flash Cache와 Flash Pool 선택과 관련하여 다음과 같은 유사점과 차이점이 있습니다.

  • Flash Pool 및 Flash Cache 모두 랜덤 읽기에 대한 캐슁을 제공하고 중복제거를 완벽히 인식하므로 최대의 공간 효율성을 제공합니다.
  • Flash Pool은 Aggregate 단위로 설치되며 해당 워크로드를 지원합니다. Flash Cache는 컨트롤러의 모든 워크로드에 적용됩니다.
  • Flash Cache는 플러그 앤 플레이인 반면 Flash Pool은 단순한 구성 이후에 자체 관리됩니다.
  • Flash Pool:
    • 반복적인 랜덤 쓰기에 대한 I/O 로드를 SSD로 넘김
    • RAID로 보호됨
    • 테이크오버 이벤트 이후에도 일관된 성능 제공
    • FAS2200 시리즈를 포함한 전체 FAS 포트폴리오 지원

일반적으로 Flash Pool은 테이크오버 이벤트 이후에도 지속적인 이점을 제공하므로 미션 크리티컬 애플리케이션에 적합합니다. 또한 덮어쓰기 비율이 높은 애플리케이션에도 적합하며 FAS2200 시리즈에서 사용할 수 있는 유일한 옵션입니다. 메인 메모리와 유사성이 많은 Flash Cache는 고성능 파일 서비스를 위한 다양한 이점을 제공할 수 있습니다.

Flash Pool과 Flash Cache를 동일한 스토리지 시스템에 설치할 수 있지만 대체로 큰 이점은 없습니다. Flash Pool을 사용하는 Aggregate의 데이터 블록은 Flash Cache에 캐슁되지 않습니다.

결론

NetApp은 VST에 Flash Pool 및 Flash Accel을 도입함으로써 플래시를 사용하여 I/O 성능을 최적화하는 2가지 새로운 방법을 제공합니다. 일반적인 구별 지침으로 다음 특징을 기억하십시오.

  • Flash Cache는 모든 것을 가속화합니다.
  • Flash Pool은 Aggregate를 가속화합니다.
  • Flash Accel은 애플리케이션을 가속화합니다.

여러 레벨을 결합하여 전체 성능을 최적화하는 동시에 투자를 최소화할 수 있습니다. 어떤 옵션을 선택하든 VST가 설치되어 있으면 관리할 것이 거의 없습니다. 필요한 경우 구현을 미세 조정할 수 있지만 대부분의 경우 기본 설정으로도 잘 작동하며 상당한 이점을 얻을 수 있습니다.

 VST에 대한 의견이 있으십니까?

NetApp 온라인 커뮤니티에서 질문하고, 아이디어를 교환하며, 생각을 공유하십시오.

작성: Jay White 및 Chittur Narayankumar, 기술 마케팅 엔지니어

Kumar는 NetApp에서 11년 이상을 근무했으며 지금은 Flash Accel 그룹에 속해 있습니다. Kumar는 NetApp 스토리지에서의 메시징 및 협업과 관련된 여러 기술 보고서 및 Solution Builder 문서를 작성했습니다.

Jay는 Flash Pool, 시스템 성능 및 파일 수가 많은 환경을 담당하는 Data ONTAP 그룹의 기술 마케팅 엔지니어입니다. Jay는 NetApp 스토리지 서브시스템, 복원력, RAID 등과 관련된 여러 기술 보고서 및 FAQ를 작성했습니다.

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Cluster-Mode 및 가상 스토리지 계층화

이 기사에서 설명한 모든 VST 기술은 Cluster-Mode로 운영되는 Data ONTAP 8과 연동되어 확장성, 유연성 및 성능을 극대화합니다. 이번 호 Tech OnTap에서는 Cluster-Mode를 사용한 비즈니스 크리티컬 애플리케이션 가상화를 다룬 Vaughn Stewart의 기사를 소개합니다. Cluster-Mode에 대한 최근의 모든 Tech OnTap 기사를 확인하십시오.

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