QLogic緩存SAN適配器實現OracleRAC閃存加速

眾所周知，任務關鍵型數據庫應用，如 Oracle實時應用集群（Real Application Clusters，RAC），在進行聯機交易事務（OLTP）和聯機分析事務（OLAP）工作負載時，需要服務器和相關的共享SAN存儲基礎架構提供最高的性能級別。多核CPU和虛擬化技術的引入，雖然可以提供Oracle RAC服務器工作負載所需的計算資源，但卻增加了服務器和共享SAN存儲之間高性能、低延遲、可擴展的I/O連接的需求。從這一方面而言，閃存存儲加速作為一個高性能、可擴展的技術解決方案，能夠滿足I/O不斷增長的需求。

閃存存儲加速有2種方式：第一種，閃存技術作為終端存儲容量設備取代機械磁盤；第二種，閃存技術作為機械磁盤之間的緩存設備，擴充磁盤容量。那些利用閃存技術的存儲解決方案目前在市場上已經得到了廣泛使用。這些解決方案，包括基于閃存的存儲陣列和基于服務器的固態硬盤（SSD），盡管彌補了關鍵業務對性能的需求，但是在存儲基礎設施中，卻使用昂貴的基于閃存的技術來擴充容量，并要求重新設計存儲架構。基于緩存的存儲加速中，有一種新方式是藉由服務器的閃存集成，也稱為緩存SAN適配器，是市場上最新的創新技術。緩存SAN適配器使用閃存技術來解決關鍵業務性能的要求，同時無縫集成現有的機械磁盤存儲基礎設施。緩存SAN適配器可以充分利用容量、可用性和關鍵任務存儲管理功能，而這些也是企業SAN得以部署的目的。

Orion測試結果：結果顯示使用QLogic QLE10000后IOPS性能是無緩存操作支持的13倍

從高I/O需求的服務器來考慮，直接向服務器添加大容量緩存之后，會使得訪問頻率高的數據最靠近應用，從而造成網絡邊緣大量I/O需求的“暫停”，因為這一位置對存儲基礎設施內的擁堵不敏感。這有效地降低了存儲網絡和陣列的需求，提高了所有應用的存儲性能（甚至是那些沒有啟用高速緩存的應用），并延長了現有存儲基礎設施的使用壽命。基于服務器的緩存無需升級存儲陣列，無需在關鍵網絡上的數據路徑安裝附加設備，而且還能讓存儲I/O性能隨著應用工作負載需求的增加而線性提升。

為了驗證緩存SAN適配器的有效性，QLogic用Oracle ORION工作負載工具模擬存儲陣列壓力測試。在測試中，緩存SAN適配器顯示了性能的可擴展性–IOPS是無緩存操作支持性能的13倍-可滿足如Oracle RAC這樣的虛擬與集群環境中的獨特要求。

為了支持解決方案可以跨多個物理服務器（包括集群環境中，如Oracle RAC），緩存技術需要緩存之間保持一致性。傳統的基于服務器的閃存緩存的實現方式不支持此功能，因為每個服務器的緩存是“獨享的”，不與對方溝通。雖然它們很有效地提高了單臺服務器的性能，但是提供跨群集服務器環境的存儲加速或利用多個物理服務器的虛擬化基礎設施，則是他們無法做到的。這使得單個服務器應用中只有很少的一部分能夠享受緩存的優勢。

解決之道

緩存SAN適配器采取一種新的方法避免了傳統緩存解決方案的弊端，而不是為每個服務器創建一個分散的獨立緩存。基于閃存的緩存可以和SAN HBA集成，提供緩存一致性的特色，利用現有的SAN基礎設施創建一個可共享的緩存資源，而且這些存儲資源可以分布在多臺服務器上。這消除了單個服務器的緩存限制，為集群應用和高度虛擬化環境中的高I/O需求，打開了緩存性能優勢的大門。

這項新技術采用新的基于主機的智能I/O優化引擎，提供可集成的存儲網絡連接，一個閃存界面和必要的嵌入式處理，使所有的閃存管理和緩存任務對于主機來講完全透明。嵌入式多核處理器在板載緩存HBA上透明地執行所有的任務。在操作上唯一需要主機介入的軟件是一個標準的主機操作系統的設備驅動器。事實上，該設備對于主機來講可視為一個標準的SAN HBA，而且使用的通用HBA驅動程序和協議棧與傳統HBA使用的一樣，而且這些已經是構成現有SAN基礎設施的元件。

最后，新方法為每個配置的LUN建立一個緩存所有者，這樣可以保證緩存的一致性，并預防潛在的緩存浪費。在加速器集群中只有一個緩存HBA是永遠主動緩存每個LUN上的數據。加速器集群中的所有其他成員都通過LUN上的緩存所有者處理該LUN上的所有I/O請求，因此所有存儲加速器集群成員清除同一個數據副本，無需協調相同數據的多個副本，減少了由此帶來的復雜性以及高開銷，緩存一致性一樣能得到保證。

通過單一LUN緩存所有者聚集緩存以及執行緩存一致性，這一服務器緩存解決方案解決了傳統的基于服務器的緩存中所關注的問題，這使得在Oracle RAC環境下，緩存SAN適配器成為實施基于閃存的存儲加速的首選。