Durchsatz von Storage-Systemen

Bei der Datensicherung werden die Daten von ein oder mehreren Storage-Systemen gelesen und auf Band geschrieben, bei der Datenrekonstruktion von Band gelesen und auf Platten geschrieben.

Storage-Systeme werden über Fibre Channel mit mehreren Pfaden oder über SAS (JX) an den Server angeschlossen. Ihre Leistungsfähigkeit kann damit voll genutzt werden.

Wenn die Möglichkeiten der Parallelisierung (geeignete RAID-Gruppen, PAV, Multiplexing) genutzt werden, dann können bei den Durchsatz-orientierten Lasten der Datensicherung die Anschlüsse sehr hoch ausgelastet werden.

Performance-Empfehlungen

• Einsatz moderner, schneller Plattenspeichersysteme mit FBA-Platten D3435 und Datenformat NK2. Diese Platten können mit einer IO-Länge von bis zu 480 KB betrieben werden.

• Plattenspeichersysteme mit möglichst großem Cache verwenden. Die Größe sollte so gewählt werden, dass bei einem OLTP-Betrieb die Read-Hit-Raten bei 60 - 80% liegen.

• Mehrpfadiger Anschluss der Plattenspeichersysteme an den Server.

• Einsatz der RAID-Level RAID 1/0, RAID 5 oder RAID 6, siehe Abschnitt "Replikation: Volume-basierte Spiegelung für Storage-Systeme". Damit können auch "große" Volumes mit einer Größe von mehr als 32 GB verwendet werden.

  Mit RAID 1 lassen sich weniger parallele IOs durchführen. RAID 1 ist daher weniger geeignet, wenn ein hoher Durchsatz erzielt werden soll.

• Einsatz von dynamischem PAV auf /390-Servern, siehe "Vorteile von PAV".

Eigenschaften der Datensicherungslast

Bei der Datensicherung werden sehr große Datenmengen in mehreren parallelen, asynchronen Datenströmen von und zum Storage-System sequenziell gelesen bzw. geschrieben. Aktuelle Storage-Systeme können mit Read-Ahead-Mechanismen von den physikalischen Platten lesen bzw. mit Delayed-Fast-Writes auf die physikalischen Platten schreiben. Dabei kann man an die Grenzen der Caches stoßen. Deswegen muss auf eine passende Cachegröße geachtet werden.

Für den erreichbaren Durchsatz ist aber auch die Leistung der physikalischen Platten und der RAID-Gruppen entscheidend. Die heutigen Storage-Systeme erreichen bei einer Datensicherungslast mit Read-Ahead bzw. Delayed Fast Write einen sehr guten Durchsatz.

Messungen

Um den maximalen Durchsatz von Sicherungsvolumes des Storage-Systems zu bestimmen, wird mit einem auf ARCHIVE basierenden Testprogramm nur das Lesen vom Storage-System in den BS2000-Hauptspeicher ausgeführt, ohne das Schreiben auf Band. Das Storage-System hat einen mehrpfadigen Anschluss.

Die folgende Tabelle zeigt den möglichen Durchsatz mit verschiedenen Einstellungen. Die Messwerte gelten für den optimalen Fall mit wenigen großen Dateien (1000 MB). Sie zeigen auch die Durchsatzverringerung, wenn statt der optimalen sehr großen Dateien mittlere (10 MB) oder kleine (1 MB) Dateien gesichert werden.

Die angegebenen Durchsatzraten beziehen sich auf eine Task während der eigentlichen Sicherungsphase, also ohne Starten und Beenden der Programme und ohne Erstellen der Report-Dateien.

Die Messergebnisse in diesem Abschnitt setzen günstige Bedingungen voraus, z.B. keine parallele Last auf der Messkonfiguration, ausreichend CPU-Leistung.

SE700 Server, Plattenspeichersystem ETERNUS DX600-S3, RAID 1/0, Anschluss über Fibre Channel (8 Gbit/s, 2-pfadig)

Dateigröße	Durchsatz Lesen (Mbyte/s) ohne PAV	Durchsatz Lesen (Mbyte/s) mit PAV (1 Alias)
1000 MB	263	388
10 MB	250	314
1 MB	147	202

Der Durchsatzverlust gegenüber großen Dateien ist bei mittleren Dateigrößen (10 MB) gering. Bei kleinen Dateien (etwa 1 MB) wird er signifikant.

Messungen auf einem SE300 Server an einem vergleichbaren Plattenspeichersystem liefern ähnliche Ergebnisse wie auf einer SE700 mit 1 PAV-Alias.

Bei der Datensicherung ergibt sich für RAID-Gruppen mit "data striping" (RAID 1/0, RAID 5, RAID 6) gegenüber RAID 1 ein höherer Durchsatz.