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【検証結果から理解するネットアップのフラッシュ技術】
第11回
NetApp EF550の高可用性を実現する機能「Dynamic Disk Pool」
~ シンプルなRAID構成でドライブ障害時の性能維持とリビルド処理の高速化を実現 ~
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はじめに

前回(第10回)の内容では、ネットアップのオール フラッシュ アレイであるEFシリーズは、「性能」と「信頼性」を同時に満たしていることをご紹介しました(SSDにより、低レイテンシで高い性能を。65万台を超える導入実績(Eシリーズ)から信頼性を)。また、性能に関しては「IOPS」だけではなく「スループット」も両立するオール フラッシュ アレイであることをご紹介しました。

はじめに


詳しくは第10回の内容をご参照ください。

進化したRAID6「Dynamic Disk Pools」

EF550では、一般的なRAID0 / RAID1 / RAID10 / RAID3 / RAID5 / RAID6に加えて、Dynamic Disk Pools(以降、DDP)を選択可能です。以降、ご紹介する検証結果には、DDP構成での結果も含まれているので、はじめにDDPについて、その仕組みと優位点についてご紹介します。

DDPはRAID6をベースとした新しいRAIDの概念であり、複数のSSDをプール化するEFシリーズ特有の機能です。DDPでは、プール内の全てのSSDにデータ、パリティ情報、予備領域(一般的なホット スペア領域)が分散して配置されるため、全てのSSDがユーザI/O対象のアクティブなドライブであり、アイドル状態のドライブがなくなるため、貴重なSSDを効率的に利用できます。


進化したRAID6「Dynamic Disk Pools」


また、パリティ系のRAIDを構成する場合、最適なデータ ドライブの検討が必要です。例えば、EF550の内蔵SSD x 24で考えた場合、RAID6(21D + 2P)+ 1HSが良いのか、RAID6(9D + 2P)x 2 RAIDグループ + 2HSが良いのか、といった検討です。

※ D:データ ドライブ、P:パリティ ドライブ、HS:ホット スペア

各製品において、効率的なパリティ演算を行うためのデータ ドライブ数の推奨があり、EF550の場合、後者(9D + 2P x 2 RAIDグループ)のほうが効率的なパリティ演算が可能になります。一方、DDPであれば、RAIDグループに含むドライブ数の検討は必要なく、システムに搭載された全てのドライブを1つのプールに含めてしまえば良い、シンプルな考え方ができます(※ EF550の最大搭載ドライブ数であるSSD x 120であっても、1つのDDPで構成可能)。DDPでは、効率的なパリティ演算が可能になる8D+2Pで、10ドライブに書き込み処理を行います。I/Oのワークロードに合わせて別の10ドライブ(8D+2P)がランダムで選択され、それを繰り返すことで、最適なパリティ演算と全てのSSDによる、分散書き込みを実現します。


ドライブ障害時の性能維持と、リビルド処理を高速化するDDPの仕組み

次に、ドライブ障害時のDDPの仕組みについてご紹介します。
ドライブ障害時には、対象となるドライブ内に格納されていたデータを再構成する必要があります。そこで、正常なドライブ内のデータとパリティ情報からデータを再構成します。この動きは一般的なパリティ系RAIDと同じですが、DDPには以下の優位点があります。

ドライブ障害時の性能維持:
一般的には、全データの再構成が終了し、ホット スペアだったドライブがRAIDグループに含まれることで、そのアクセス対象のアクティブなドライブとなり、障害前の性能に戻ります。一方DDPでは、全データの復旧前に、再構成されたセグメントから順次アクセス可能になるため、ドライブ障害時の性能劣化を最小限に抑えることが可能です。

リビルド処理の高速化:
一般的には、ホット スペアに対してデータを再構成するため、書き込み処理がホットスペアである1ドライブに集中します。DDPであれば、ホット スペアの役割をする領域をプール内の全てのドライブに分散させています。そのため、全てのドライブで再構成処理を並行して行えるため、高速なリビルド処理を実現できます。

リビルド処理の高速化


次回の内容

SSDの性能向上は著しく、数年前の常識が今では通じなくなっています。次回の内容では2014年度版のSSDとHDDの性能比較を、実機での検証結果からご紹介します。また、今回ご紹介したDDPの性能に関して、RAID10やRAID5と比較した傾向も合わせてご紹介していきたいと思います。

次回の内容 岩本 知博(いわもと ともひろ)
システム技術本部 パートナーSE部
システムズ エンジニア
ネットアップ株式会社

会津大学大学院 コンピュータ理工学研究科卒、外資系データベース メーカを経て2012年パートナーSEとして入社。入社以来、パートナー支援とフラッシュ ソリューションおよびデータベース ソリューションを中心に活動。
関連情報
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【検証結果から理解するネットアップのフラッシュ技術】
第1回:フラッシュ技術をリードするネットアップの
ポートフォリオとその棲み分け


第2回:バーチャル ストレージ ティアとオール
フラッシュ アレイでオーバーサイジングを解決

第3回:バーチャル ストレージ ティアの強み
~ Flash Cache と Flash Pool の検証結果~

第4回:Flash CacheとFlash Poolの特徴(詳細編)
~キャッシュ ヒット率とキャッシュの永続性に
ご注意を!!~

第5回: Flash Poolの特徴(応用編)
~マルチ ワークロード対応の最強の
ディスク プールを構成する~

第6回:NetApp Flash PoolとOracle Database Smart Flash Cache の検証結果から理解する サーバ側キャッシングソリューションの特徴

第7回:NetApp Flash PoolとOracle Database Smart Flash Cacheの組み合わせ
~DB統合の密度を極限まで高める~

第8回:検証結果から導かれるFlash Cache、Flash Pool、Database Smart Flash Cacheの特徴

第9回:フラッシュ デバイスの特徴(基本編)
~ フラッシュ デバイス構造から理解する
書き込み量の増幅を改善する仕組み ~

第 10 回: ネットアップのオール フラッシュ アレイ
「EF550 」ならではの強み ~ Why EF550 編 ~
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