H3C R590G2服务器，P440/P840阵列卡中的smart path功能介绍，及性能测试对比

某局点工程师在登录服务器的阵列配置工具时，发现一个配置选项的疑问，问题是由SSD硬盘创建的逻辑卷，相比由SAS或SATA硬盘创建的逻辑卷，多出一个smart path选项，且默认是开启的，咨询smart path的功能、作用，及对于性能有什么影响等问题。 本文将对smart path做一个完整的介绍，并对性能进行测试对比，看看smart path的开启和禁用对于数据访问有什么样的区别。

无任何告警信息，当由SSD硬盘创建的逻辑卷会有该选项，且默认开启。
 

首先先来了解下，什么是smart path

Smart Path的技术介绍：

在传统的IO传递中，一个IO请求需要经过驱动，再经过阵列卡固件控制，通过阵列卡写到硬盘上

SSD Smart Path是一个在SSD上开启优化路径的一种技术，通过绕过Smart Array固件的方式直写硬盘，取代传统的IO传递方式

Smart Path是smart array阵列卡软件堆栈，换句话说就是HPE Smart Array的驱动，部署在直连储存上（direct-attached storage）

SSD Smart Path主要用途是处理小的IO请求，通常来说，小的IO写请求会在任何的RAID level上开启，而小的IO读请求是在RAID0上开启。
       相比普通IO path是处理大的IO请求和其他大部分写场景。

• 当一个IO请求通过HPE SSD Smart Path读写时有error，则请求会尝试通过normal IO Path进行读写。
• 当逻辑卷处于扩充、重建、重配或RAID级别迁移时，所有的IO读写请求都将转移到normal IO path处理，而不经过smart path。

开启smart path的前提要求：

1. 要求在HPE ProLiant Gen8以上的类型的服务器上

2. 一定是在SSD硬盘组成的逻辑卷上

3. 最新的Smart Array Controller的固件

4. 最新的Smart Array的驱动

5. Smart Array Controller必须有cache Module缓存模块

开启smart path的方式：

通过使用PE Smart Storage Administrator (SSA)工具进行开启

备注：默认当SSD硬盘组件的logical drive时，其smart path就是开启的。

Smart Path的性能测试对比：

那么接下来的问题，开启smart path和不开启smart path在性能上，到底有什么区别呢？

下面是对smart path的性能测试（测试结果仅供参考）：

准备的测试材料：

测试的硬件： R59G2服务器，P840阵列卡，2块480GB SSD硬盘，每块硬盘组成一个RAID0，分别在一个RAID0上开启smart path，在另外一个RAID上禁用smart path。

测试的系统：Red Hat Enterprise 6.8

测试的方式： 如果我们之前所提到的，smart path主要是在小的IO读写上有优势，所以我们主要以4k大小的IO请求为测试元素

整体测试结构如下：

逻辑卷A：1块480G SSD硬盘，RAID0，开启smartpath（默认） -  在系统下识别为sdd

逻辑卷B：1块480G SSD硬盘，RAID0，关闭smartpath（手动） -  在系统下识别为sde

测试一：4k块的小IO随机读请求测试

分别对两块硬盘进行fio 4k块大小的 IO小读请求，命令如下：

fio -name="4K-Random-Read" -filename=/dev/sdd -direct=1 -rw=randread -bs=4k -size=100G -numjobs=2 -runtime=20 -group_reporting

测试结果1：  read : io=2008.6MB, bw=102833KB/s, iops=25708, runt= 20001msec

fio -name="4K-Random-Read" -filename=/dev/sde -direct=1 -rw=randread -bs=4k -size=100G -numjobs=2 -runtime=20 -group_reporting

测试结果2：  read : io=1658.6MB, bw=84912KB/s, iops=21227, runt= 20001msec

测试一的结论： 从这个结果中，我们可以看出，开启smart path要对比禁用smart path在小IO读请求时，会有一定的提升

测试二：1M块的大IO随机读请求测试

下面是分别对两块硬盘进行fio 1M块大小的 IO小读请求，命令如下：

fio -name="1M-Random-Read" -filename=/dev/sdd -direct=1 -rw=randread -bs=1M -size=100G -numjobs=2 -runtime=20 -group_reporting

测试结果1： read : io=10564MB, bw=540769KB/s, iops=528, runt= 20004msec

fio -name="1M-Random-Read" -filename=/dev/sde -direct=1 -rw=randread -bs=1M -size=100G -numjobs=2 -runtime=20 -group_reporting

测试结果2： read : io=10557MB, bw=540437KB/s, iops=527, runt= 20003msec

测试二的结论：从大块IO读测试中，我们看出smart path并没有生效，两者的测试结果近乎相同。

总结：由此我们验证了，开启和关闭smart path在读写小IO请求的情况下，会有一定的性能提升

如果用户没有特殊需求，可以保留默认开启状态，在开启smart path时在某些应用场景会有一定的IOPS的提升

如本文中提到的，smart path是根据driver的算法来优化SSD的读写访问路径，从而提升IOPS，提高读写性能。该功能也是根据实际情况自行做调整，比如当出现阵列重建、降级、扩容等等操作时，会把IO重新映射到原来的IO路径。对于用户来说，完全是透明不可见的操作，用户实际上无需关注底层的动作。

当在该选项上用户存在疑问时，可以通过本文章所介绍的技术理论跟用户解释，再由用户来决定是否要开启或关闭该功能。