在您提供的三种LUN划分方案中,
4 * 8T 的方案是IO性能最佳的选择。性能优先级排序为:4 * 8T > 2 * 16T > 1 * 32T下面我将详细解释为什么,并结合CAS的特性和后端存储的架构进行分析。
原理深度解析
1. 核心原则:并发IO与负载均衡
存储系统的性能瓶颈通常不在于单块磁盘的速度,而在于
存储控制器的处理能力、缓存和前端端口的吞吐量。将IO请求分散到多个独立的“处理单元”上是提升性能的关键。
- 多LUN的优势:每个LUN在存储侧都对应一个逻辑单元,会由存储控制器(可能在不同的控制器或核心上)进行处理。当CAS主机同时向多个LUN发起IO请求时,可以:
- 利用多个存储控制器的处理能力和缓存。
- 占用存储前端更多的物理端口带宽。
- 在存储池内部,数据分布在更广泛的磁盘组上,减少单块磁盘的寻道压力。
- CAS层面的多路径:当您在CAS主机上使用多路径软件(如DM-MPIO)将多个LUN映射给同一个集群时,CAS会将这多个LUN整合成一个大的存储资源池。当虚拟机进行IO操作时,IO负载会被相对均匀地分布到这些底层的LUN上,从而实现极高的聚合带宽和IOPS。
2. 类比解释
- 1 * 32T:就像一条32车道的高速公路,但只有一个出入口。所有车辆(IO请求)都必须挤在这个出入口排队,通行效率低下。
- 4 * 8T:就像一条拥有4个独立出入口的8车道高速公路。车辆可以分散到不同的出入口进出,大大减少了排队等待时间,整体通行效率极高。
3. 结合CAS的具体机制
CAS的存储池基于LVM(逻辑卷管理器)。当您将多个LUN(在操作系统中表现为多个块设备,如
/dev/sdb,
/dev/sdc)加入同一个存储池时,LVM会以条带化的方式(类似于RAID 0)将数据写入这些物理卷。
- 条带化写入:一个虚拟磁盘的数据会被切成小块(Stripe Size),然后轮流写入不同的物理LUN。这意味着对一个大型虚拟机的读写操作,实际上是由后端的多个LUN并行处理的,这显著提升了单个虚拟机的峰值性能。
方案对比分析
| 特性 | 1 * 32T LUN | 2 * 16T LUN | 4 * 8T LUN | 说明 |
|---|
| IOPS/吞吐量 | 差 | 良好 | 优秀 | 4个LUN可提供近乎4倍的并发IO能力。 |
| 负载均衡 | 无 | 有,但粒度较粗 | 最佳,粒度细 | LUN越多,条带化效果越好,负载越均衡。 |
| 队列深度 | 单个LUN队列深度有限 | 2倍队列深度 | 4倍队列深度 | 更多LUN意味着主机HBA卡可用的总队列深度更深,能处理更多未完成IO。 |
| 存储侧竞争 | 高(所有IO集中一处) | 中 | 低 | IO被分散到存储池的不同部分,降低对单一控制器、缓存和磁盘组的压力。 |
| 故障影响域 | 此LUN故障,整个存储池不可用 | 一个16T LUN故障,存储池不可用 | 一个8T LUN故障,存储池不可用 | 在性能优先的考量下,可用性风险一致(都依赖底层RAID保护)。 |
| 管理复杂度 | 简单 | 中等 | 稍复杂 | 但您已明确“不考虑管理问题”,故此点可忽略。 |
最佳实践配置建议
仅仅创建4个8T的LUN还不够,需要正确配置才能发挥最大效能。
- LUN的均衡分布:
- 在创建LUN时,确保这4个LUN均匀地分布在后端存储的多个控制器上。例如,在CF22000上,手动指定2个LUN由控制器A管理,另外2个由控制器B管理。这是最关键的一步,可以避免所有IO压力集中在一个控制器上。
- CAS主机多路径配置:
- 确保安装了正确的多路径软件,并配置为轮询(
round-robin)模式。这样IO会均匀地分发到所有活动的路径上,而不是Active-Standby模式。
- LVM条带化:
- 在CAS上创建存储池时,虽然LVM会自动管理,但了解其原理很重要。选择合适的条带大小(通常默认即可,或根据业务IO大小调整)。
- 存储侧配置:
- RAID级别:对于CAS这种虚拟机负载,推荐使用RAID 10。它在提供高性能的同时,拥有较好的重建时间。避免使用RAID 5/6,因为其写性能较差。
- 快照与克隆:如果计划大量使用CAS的快照和链接克隆功能,需要确保存储池有较高的IOPS能力,多LUN方案的优势会更加明显。
总结
对于您
CAS E0730P06对接X10000(IP-SAN)和CF22000(FC-SAN)的场景,如果纯粹为了追求极致的IO性能,为集群划分
4个8T的LUN 并确保它们在后端存储上均衡分布,是无可争议的
最佳实践。这种配置能够最大限度地利用高端存储的多控制器、多缓存和多前端端口的架构优势,为上层CAS平台上的虚拟机提供高并发、低延迟的存储性能。
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