Análisis de las políticas de caché del controlador RAID en el registro de TTY

Los registros de TTY (el registro del controlador RAID) contienen referencias a políticas de lectura, escritura y almacenamiento en caché asignadas a los discos virtuales.  Estas políticas pueden afectar el rendimiento de los discos virtuales y, si no se utilizan de manera adecuada, pueden aumentar el riesgo de pérdida de datos en caso de una falla de alimentación. 
 

Políticas de lectura: 

• No Read-Ahead (Sin lectura anticipada): no utilizar la política de almacenamiento en caché de lectura anticipada.
• Read-Ahead (Lectura anticipada): se realiza almacenamiento en caché de los sectores secuenciales del disco anteriores al que se está leyendo.  Esta política puede mejorar el rendimiento si los datos se almacenan de manera secuencial.  Para las operaciones de lectura aleatoria, esto generalmente no aporta ningún beneficio.  (Es útil para acceder a archivos almacenados más grandes o secuenciales)
• Adaptive Read-Ahead (Lectura anticipada adaptable): solo usa almacenamiento en caché Read-Ahead (Lectura anticipada) si las anteriores dos solicitudes de lectura accedieron a sectores secuenciales del disco.  De lo contrario, se aplica la política No Read-Ahead (Sin lectura anticipada).

 
Políticas de escritura: 

• Write-Through (Escritura simultánea, [WT]): la escritura se completa únicamente después de que el disco de destino informa que la escritura se completó correctamente.
• Write-Back (Escritura diferida, [WB]): la escritura se completa después de que los datos se encuentren en la caché del controlador, aun cuando no se hayan escrito en el disco de destino. 
  • Esta política implica un riesgo adicional de pérdida de datos, ya que todos los datos que no se hayan almacenado en un disco se pueden perder si el sistema deja de recibir alimentación.  Este riesgo se puede mitigar con el uso de una memoria caché respaldada por batería.
  • La política WB se revierte a WT si la energía de la batería es insuficiente para mantener los datos en la caché
• Force Write-Back (Escritura diferida forzada): la política de escritura se mantiene como Write-Back (Escritura diferida), independientemente del estado de la batería. 

 
Otras políticas: 

• Access Policy (Política de acceso)
  • Read/Write (Lectura/escritura): permite la lectura y escritura en el dispositivo
  • Read Only (Solo lectura): solo se permite la lectura en el dispositivo, no la escritura
    • Las unidades SSD tienen capacidades limitadas de escritura.  Una vez que se alcanza la cantidad máxima de escrituras, Access Policy (Política de acceso) cambia a Read Only (Solo lectura) y no se pueden realizar más escrituras
  • Blocked (Bloqueado): no se permiten lecturas ni escrituras
• Disk Cache Policy (Política de caché de disco): cuando esta política está habilitada, permite la escritura en la caché del disco antes que el medio
  • En el caso de los discos virtuales que contienen discos SATA, esta política está ENABLED (Habilitada) de manera predeterminada
  • En el caso de los discos virtuales que contienen discos SAS, esta política está DISABLED (Deshabilitada) de manera predeterminada
  • En el caso de los controladores RAID basados en driver, como SAS 6/iR y H200, esta política solo está disponible DESPUÉS de que se crea el disco virtual.

En muchos aspectos de la tecnología de servidores, se utilizan sistemas de numeración no decimales (de base 10), como los binarios (de base 2) y hexadecimales (de base 16).  A menudo, es necesario hacer conversiones entre sistemas de numeración para comprender el significado completo de los valores específicos.  

Un conjunto de 4 bits en binario a menudo se representa mediante un solo valor en hexadecimal.  Los valores hexadecimales se utilizan con frecuencia para representar valores mucho más grandes en binario.  Un valor hexadecimal de dos dígitos tiene 8 bits en total en binario; 4 bits por valor hexadecimal.  Cuando el número hexadecimal 0d se convierte a binario, el primer valor hexadecimal 0 es igual a 0000 en binario, y el segundo valor hexadecimal d equivale a 1101 en binario.  Combinados, los valores hexadecimales 0d equivalen a 0000 1101 en binario.  Un grupo de 8 bits en binario se denomina "byte" y uno de 4 bits se denomina "medio byte". 

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

Figura 1:  Conversión de binario a hexadecimal 
 

Esto es importante, ya que los valores binarios a menudo se utilizan como máscara de bits para representar varios ajustes.  En redes, por ejemplo, una máscara de subred es una serie de bits que se utilizan para determinar la cantidad de redes disponibles, y la cantidad de hosts por red que se pueden configurar. 

Para las políticas de caché de RAID, la definición de máscara de bits es la siguiente:

• dcp = default cache policy y ccp = current cache policy
  • x01 = write back 
  • x04 = Read Ahead
  • x08 = Adaptive Read ahead
  • x10 = write caching ok if bad BBU (Force Write Back)
  • x20 = write caching allowed
  • x40 = read caching allowed

• ap - access policy
  • 0 = read write
  • 2 = read only
  • 3 = blocked

• dc - disk cache policy
  • 0 = unchanged, use disk default = (deshabilitado para SAS, habilitado para SATA)
  • 1 = disk write cache enable
  • 2 = disk write cache disable

x01 significa buscar el valor 1 en la segunda palabra de datos binarios –  0000 0001 – el dígito resaltado

x04 significa buscar el valor 4 en la segunda palabra de datos binarios – 0000 0100 – el dígito resaltado

x08 significa buscar el valor 8 en la segunda palabra de datos binarios – 0000 1000 – el dígito resaltado

x10 significa buscar el valor 1 en la primera palabra de datos binarios – 0001 0000 – el dígito resaltado

x20 significa buscar el valor 2 en la primera palabra de datos binarios – 0010 0000 – el dígito resaltado

x40 significa buscar el valor 4 en la primera palabra de datos binarios – 0100 0000 – el dígito resaltado 

Cuando se analiza la salida de los registros del controlador, se pueden determinar ajustes específicos de caché mediante la obtención y la conversión de las políticas de caché individuales.  La figura 2 muestra la configuración de las políticas de caché. 
 

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] 

Figura 2:  Ejemplo de salida de registro de controladora que muestra cambios en políticas de caché

La política de caché predeterminada (DCP) consiste en las políticas de caché establecidas cuando se creó el arreglo, o que el usuario estableció manualmente en algún punto.  La política de caché actual (CCP) consiste en las políticas de caché que se usan actualmente, según la reacción automática de la controladora ante un evento específico. 

En cada palabra de datos de 4 bits, cada bit representa una función diferente.  La máscara de bits se utiliza para determinar el significado de cada bit.  La figura 3 muestra la correlación entre los valores binarios y la configuración de política de caché de para cada bit.
 

Figura 3:  Valores de máscara de bits y significados de cada bit.