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2021

August
30

Bulk und Object Storage – Upgrade auf "all Flash"

Bei cloudscale.ch legen wir viel Wert auf Performance – selbst dort, wo diese nicht im Zentrum steht. Den jüngsten Ausbau unseres Bulk und Object Storage nutzten wir deshalb, um auch hier auf "all Flash" umzustellen. Damit profitieren unsere Kunden automatisch und ohne Aufpreis von besseren Zugriffszeiten auf ihre Bulk-Volumes und Objects.

Was wir umgestellt haben

cloudscale.ch setzte von Beginn weg auf separate Storage-Cluster auf Basis von Ceph. Diese speichern die Daten unabhängig von der Compute-Hardware auf dedizierten Storage-Servern, wobei die Daten über mehrere Storage-Server verteilt und dreifach repliziert abgelegt werden. Im Rahmen der Erweiterung unserer Bulk und Object Storages haben wir uns entschieden, auch die bestehenden Server zu ersetzen und bei den Disks neu ausschliesslich auf schnelle SSDs zu setzen.

Die neuen Storage-Server haben aber nicht nur schnellere Disks, sondern auch deutlich leistungsfähigere AMD CPUs und mehr RAM als die vorherige Generation. So kann Ceph, das sich um die Verteilung und Replikation Ihrer Daten in diesem Verbund kümmert, seine Fähigkeiten voll ausspielen. Unsere System Engineers haben zudem den Cache der Object Storages massiv vergrössert. Davon profitieren Schreibzugriffe und oft gelesene Objekte nochmals zusätzlich, denn für diese Caches setzen wir weiterhin besonders performante NVMe-SSDs ein.

Welche Vorteile dies bringt

Einer der grössten Nachteile von herkömmlichen Festplatten ist ihre mechanische Funktionsweise: Um Daten an eine bestimmte Stelle der Platte zu schreiben oder von dort zu lesen, muss der Schreib-/Lesekopf physisch an die richtige Position bewegt werden, und die Magnetscheibe sich drehen, bis die gewünschte Stelle sich unter dem Schreib-/Lesekopf befindet. Bei vielen Festplatten benötigt dieser Vorgang durchschnittlich ca. 8.5 ms – bei gleichzeitigen Diskzugriffen kann die Wartezeit für einen Prozess weiter hinten in der Warteschlange aber auch deutlich länger sein. Dank der Umstellung auf "All-Flash-Speicher" auch bei unseren Bulk und Object Storages entfällt die mechanisch bedingte Latenz, und der gegenseitige Einfluss von gleichzeitigen Zugriffen durch mehrere Kunden auf die Performance wird minimiert.

Ein typischer Vorteil von Ceph-Clustern, die Daten über mehrere Storage-Server und Disks verteilt speichern, zeigt sich bei simultanen Daten-Zugriffen: diese müssen nicht in eine Reihe gebracht und hintereinander bearbeitet, sondern können parallel ausgeführt werden. Mussten dennoch zwei Operationen auf die gleiche physische Festplatte zugreifen, galt dies jedoch nicht: Bedingt durch die Mechanik konnte immer nur eine Lese- oder Schreiboperation gleichzeitig erfolgen. Dank den SSDs sind nun auch auf Disk-Ebene parallele Zugriffe möglich – von dieser höheren Gesamt-Performance unserer Bulk und Objects Cluster profitieren unsere Kunden ganz automatisch.

Einige Hinweise

Um von unseren All-Flash-Clustern für Bulk und Object Storage zu profitieren, müssen Sie nichts weiter unternehmen: Die Umstellung erfolgte im Mai am Standort Rümlang (RMA) und Mitte August am Standort Lupfig (LPG) und umfasste auch sämtliche bestehenden Volumes bzw. Buckets. Beachten Sie jedoch, dass bei Bulk-Volumes das Rate-Limiting auf 500 IOPS bestehen bleibt. Damit wollen wir verhindern, dass einzelne Kunden mit besonders Disk-intensiven Anwendungen unsere Cluster auf Kosten von anderen Kunden übermässig beanspruchen. Insbesondere für Datenbank-Anwendungen empfehlen wir weiterhin unsere NVMe-SSD-Volumes, die kein solches Limit haben und gezielt auf höchste Performance ausgelegt sind.

Während die typische Zugriffszeit von rotierenden Festplatten mit dem neuen Setup entfällt, bleibt dennoch eine gewisse Latenz bestehen: Da unsere Storage-Cluster getrennt von den Compute-Servern auf separater Hardware betrieben werden, erfolgen alle Disk-Zugriffe via Netzwerk. Wir empfehlen Ihnen daher, allfällige Caching-Optionen Ihrer eingesetzten Software zu aktivieren und einen Flavor mit genügend RAM zu wählen, das von Linux automatisch als Disk-Cache genutzt werden kann.

 

Auch wenn Sie gewisse Daten nur selten benötigen, soll der Zugriff darauf möglichst schnell sein. Mit der Umstellung unserer Bulk und Object Storages auf "all Flash" schaffen wir den Spagat: bei unverändert günstigen Kosten profitieren Sie dank SSDs von deutlich mehr Leistung, auch und besonders dann, wenn gleich mehrere Zugriffe parallel erfolgen sollen. Überzeugen Sie sich selbst!

Adieu, Mechanik – willkommen, All-Flash!
Ihr cloudscale.ch-Team

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