如何預(yù)防NVMe存儲(chǔ)的四大問題

現(xiàn)在企業(yè)都在試圖利用NVMe的性能和低延遲性優(yōu)勢(shì)，這使得NVMe迅速占據(jù)主導(dǎo)地位，而同時(shí)，NVMe存儲(chǔ)問題也在不斷涌現(xiàn)。

根據(jù)G2M Research稱，NVMe SSD占所有企業(yè)SSD出貨量的一半以上。G2M表示，此外，所有主要的全閃存陣列供應(yīng)商現(xiàn)在都提供基于NVMe和NVMe-oF的AFA，根據(jù)G2M的估計(jì)，到2021年，NVMe生態(tài)系統(tǒng)的總量預(yù)計(jì)將達(dá)到650億美元。

存儲(chǔ)行業(yè)從一開始就為SSD開發(fā)了NVMe協(xié)議，目的是提高吞吐量和IOPS，同時(shí)減少延遲。正因?yàn)榇耍搮f(xié)議可幫助克服因使用傳統(tǒng)接口(例如為HDD開發(fā)的SATA和SAS)的SSD而導(dǎo)致的存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)瓶頸問題。但是，除這些優(yōu)勢(shì)外，該技術(shù)也會(huì)暴露存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施其他部分的薄弱環(huán)節(jié)。而企業(yè)才剛剛開始感受到NVMe對(duì)企業(yè)的全面影響，無論好的還是不好的影響。

在企業(yè)部署NVMe的道路上，請(qǐng)注意各種潛在問題。下面讓我們來看看需要注意的NVMe存儲(chǔ)問題，你應(yīng)該如何預(yù)防這些問題以及應(yīng)對(duì)方法。

知道你在買什么

請(qǐng)不要相信所有NVMe SSD都相同的陷阱，因?yàn)椴⒎撬蠳VMe SSD都相同，請(qǐng)?jiān)谫?gòu)買之前了解你買的是什么。

NVMe SSD的耐用性、I/O一致性和服務(wù)質(zhì)量各不相同。并且，雖然價(jià)格在下降，但低價(jià)也意味著更低的耐力或性能。同時(shí)，請(qǐng)檢查服務(wù)細(xì)則，并向供應(yīng)商提出各種問題。對(duì)于陣列，請(qǐng)注意包含哪種管理軟件、你獲得的NVMe支持級(jí)別以及這將如何影響性能。

此外，請(qǐng)檢查你正在考慮的任何產(chǎn)品是否完全符合NVMe標(biāo)準(zhǔn)。例如，有些專有產(chǎn)品被認(rèn)為是一致，但可能無法提供預(yù)期的性能、耐用性和成本節(jié)約。另外，也請(qǐng)確保你正在考慮的任何產(chǎn)品符合NVMe規(guī)范并且已通過NVMe一致性測(cè)試。

注意性能差距

對(duì)于NVMe AFA，性能改進(jìn)取決于所使用的架構(gòu)。傳統(tǒng)AFA使用NVMe協(xié)議通常可將性能提高約20%，但新興設(shè)計(jì)應(yīng)可帶來更高的性能提升。

這種NVMe性能差距的存在是因?yàn)椴⒎撬蠥FA控制器都能發(fā)揮出NVMe SSD的全部性能優(yōu)勢(shì)。當(dāng)使用提供端到端NVMe連接的AFA時(shí)，企業(yè)可以獲得最佳性能。這些陣列使用NVMe-oF通過前端的光纖通道(FC)和以太網(wǎng)連接到主機(jī)，并且，它們提供后端連接到NVMe SSD。此方法使主機(jī)能夠使用本機(jī)NVMe協(xié)議直接與NVMe SSD通信，并通過陣列控制器的以太網(wǎng)和FC網(wǎng)絡(luò)發(fā)送本機(jī)NVMe命令。

不要讓文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拖垮

NVMe存儲(chǔ) NVMe存在的問題是它會(huì)暴露存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)其他部分的薄弱環(huán)節(jié)，而任何薄弱環(huán)節(jié)都會(huì)最終增加延遲并抵消NVMe的延遲效率。

文件系統(tǒng)就是這樣一個(gè)可能導(dǎo)致瓶頸的薄弱環(huán)節(jié)。大多數(shù)NVMe存儲(chǔ)系統(tǒng)都被設(shè)計(jì)使用塊存儲(chǔ)，以避免文件系統(tǒng)的性能問題。但是大多數(shù)現(xiàn)代應(yīng)用程序(例如AI、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析)都需要一個(gè)文件系統(tǒng)，因此通常會(huì)有文件系統(tǒng)添加到塊存儲(chǔ)中。對(duì)于傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)，所有I/O都通過一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，這意味著高速工作負(fù)載很容易淹沒主節(jié)點(diǎn)。

現(xiàn)在有兩種類型的文件系統(tǒng)可以解決此問題。首先是那些直接寫入NVMe驅(qū)動(dòng)器而不是通過OS I/O堆棧寫入的文件系統(tǒng)。還有通過NVMe-oF進(jìn)行通信的文件系統(tǒng)，以便更有效地管理元數(shù)據(jù)。

應(yīng)對(duì)NVMe存儲(chǔ)管理挑戰(zhàn)

當(dāng)你擁有所有這些NVMe SSD和陣列，你將需要一種方法來管理它們。幸運(yùn)的是，最近發(fā)布的NVMe管理接口(NVMe-MI)規(guī)范提供了管理NVMe設(shè)備的基礎(chǔ)架構(gòu)，使你直接對(duì)NVM子系統(tǒng)進(jìn)行帶外和帶內(nèi)管理。該規(guī)范定義了用于控制NVMe存儲(chǔ)的命令集和架構(gòu)結(jié)構(gòu)，它使遠(yuǎn)程管理應(yīng)用程序能夠發(fā)現(xiàn)、監(jiān)控和更新NVMe設(shè)備。

NVMe-MI不需要任何特定的NVM存儲(chǔ)、系統(tǒng)處理器或操作系統(tǒng);它也沒有推薦任何特定的使用模型。它的目的是提供一個(gè)通用管理界面可抽象化部署細(xì)節(jié)。NVMe-MI基礎(chǔ)架構(gòu)主要包含四個(gè)層：應(yīng)用程序、協(xié)議、消息傳輸和物理層，它們協(xié)同工作以處理與管理相關(guān)的通信。