Анализ политик кэширования RAID-контроллера в журнале TTY

Журнал TTY (журнал RAID-контроллера) содержит ссылки на политики чтения, записи и кэширования, назначенные для виртуальных дисков.  Эти политики могут влиять на производительность виртуальных дисков, а при неправильном использовании могут повышать риск потери данных в случае отключения электропитания. 
 

Политики чтения 

• No Read-Ahead — не используется политика кэширования Read-Ahead.
• Read-Ahead — кэшируются последовательно секторы диска, которые предшествуют сектору, считываемому в данный момент.  Эта политика может повысить производительность при последовательном хранении данных.  Обычно эта политика не дает преимуществ при операциях произвольного чтения.  (Она полезна для доступа к файлам большого размера и/или последовательно сохраненным файлам.)
• Adaptive Read-Ahead — кэширование Read-Ahead используется только в том случае, если при выполнении двух предыдущих запросов чтения считывались данные из последовательных секторов диска.  В остальных случаях используется политика No Read-Ahead.

 
Политики записи 

• Write-Through (WT) — операция записи завершается только после того, как диск назначения сообщает об успешном завершении записи.
• Write-Back (WB) — операция записи завершается после переноса данных в кэш контроллера, даже если данные еще не записаны на диск назначения. 
  • Эта политика создает дополнительный риск потери данных, так как любые данные, не сохраненные на диске, могут быть потеряны при отключении питания системы.  Для снижения этого риска можно использовать кэш-память с питанием от аккумулятора.
  • Если заряд аккумулятора недостаточен для хранения данных в кэш-памяти, вместо политики WB используется политика WT.
• Force Write-Back — политика записи Write-Back применяется независимо от состояния аккумулятора. 

 
Другие политики 

• Политика доступа:
  • Read/Write — разрешены операции чтения и записи на устройство.
  • Read Only — разрешены только операции чтения с устройства, операции записи запрещены.
    • На SSD-накопителях имеются ограниченные возможности записи.  Когда количество операций записи достигает максимального значения, вместо политики доступа используется политика Read Only, при этом дополнительные операции записи не выполняются.
  • Blocked — операции чтения и записи запрещены.
• Политика кэширования на диске — если эта политика включена, разрешена запись в кэш диска перед записью на носитель.
  • Для виртуальных дисков, содержащих диски SATA, эта политика по умолчанию ВКЛЮЧЕНА.
  • Для виртуальных дисков, содержащих диски SAS, эта политика по умолчанию ОТКЛЮЧЕНА.
  • Для RAID-контроллеров на основе драйверов (например, SAS 6/iR и H200) эта политика доступна только ПОСЛЕ создания виртуального диска.

Во многих случаях в серверных технологиях используются системы счисления, отличные от десятичной (например, двоичная и шестнадцатеричная системы).  Нередко для полного понимания определенных значений требуется их преобразование из одной системы счисления в другую.  

Набор из 4 бит в двоичной системе часто представляется одной шестнадцатеричной цифрой.  Шестнадцатеричные числа часто используются для представления больших двоичных значений.  При преобразовании двузначного шестнадцатеричного значения в двоичное используются 8 бит (по 4 бита на одну шестнадцатеричную цифру).  Преобразуем шестнадцатеричное число 0d в двоичное: первая шестнадцатеричная цифра 0 преобразуется в 0000 в двоичной системе, а вторая шестнадцатеричная цифра d преобразуется в 1101 в двоичной системе.  В совокупности шестнадцатеричное число 0d равно 0000 1101 в двоичной системе.  4 бита в двоичной системе называются полубайтом, 8 бит — байтом. 

0000 = 0            0100 = 4            1000 = 8            1100 = c

0001 = 1            0101 = 5            1001 = 9            1101 = d

0010 = 2            0110 = 6            1010 = a            1110 = e

0011 = 3            0111 = 7            1011 = b            1111 = f

Рис. 1.  Преобразование двоичного кода в шестнадцатеричный 
 

Это важно, так как двоичные значения часто используются как битовые маски для представления различных настроек и конфигурации.  Например, маска подсети представляет собой серию битов, которые используются для определения количества доступных сетей, а также количества хостов, которые можно настроить в каждой сети. 

Для политик кэширования RAID битовая маска определяется следующим образом:

• dcp = политика кэширования по умолчанию и ccp = текущая политика кэширования
  • x01 = Write Back 
  • x04 = Read Ahead
  • x08 = Adaptive Read-Ahead
  • x10 = кэширование записей при недостаточном заряде батареи (Force Write Back)
  • x20 = кэширование операций записей разрешено
  • x40 = кэширование операций чтения разрешено

• ap — политика доступа
  • 0 = Read/Write
  • 2 = Read Only
  • 3 = Blocked

• dc — политика кэширования на диске
  • 0 = без изменений, использовать значение по умолчанию для диска = (для SAS отключена, для SATA включена)
  • 1 = кэширование операций записи на диске включено
  • 2 = кэширование операций записи на диске отключено

x01 означает анализ значения 1 во втором двоичном слове данных — 0000 0001 (выделенной цифры)

x04 означает анализ значения 4 во втором двоичном слове данных — 0000 0100 (выделенной цифры)

x08 означает анализ значения 8 во втором двоичном слове данных — 0000 1000 (выделенной цифры)

x10 означает анализ значения 1 в первом двоичном слове данных — 0001 0000 (выделенной цифры)

x20 означает анализ значения 2 в первом двоичном слове данных — 0010 0000 (выделенной цифры)

x40 означает анализ значения 4 в первом двоичном слове данных — 0100 0000 (выделенной цифры) 

Анализируя выходные данные из журналов контроллера, можно определить конкретные настройки кэша, преобразовав отдельные политики кэширования.  На рис. 2 показаны настройки политик кэширования. 
 

07/18/12  5:16:37: EVT#28008-07/18/12  5:16:37:  54=Policy change on VD 00/0 to [ID=00,dcp=0d,ccp=0d,ap=0,dc=0,dbgi=0] from [ID=00,dcp=0d,ccp=0c,ap=0,dc=0,dbgi=0] 

Рис. 2.  Пример выходных данных в журнале контроллера, показывающих изменение политик кэширования

Политика кэширования по умолчанию (DCP) — это набор политик кэширования, заданных при создании массива или заданных пользователем вручную в какой-то момент.  Текущая политика кэширования (CCP) — политики кэширования, применяемые в настоящее время с учетом автоматической реакции контроллера на определенное событие. 

В каждом 4-битном слове данных каждый бит представляет отдельную функцию.  Битовая маска используется для определения значения каждого бита.  На рис. 3 показана корреляция между двоичными значениями и настройкой политик кэширования для каждого бита.
 

Рис. 3.  Значения битовой маски и их интерпретация для каждого бита