存儲性能對于企業(yè)級應(yīng)用至關(guān)重要，在上一篇AnyVM 5.0的高性能技術(shù)解析的文章中，小編給大家分享了IO本地化技術(shù)。今天，要跟大家聊聊AnyVM 5.0的另外一個性能加速特性，IO合并技術(shù)。

近幾年閃存技術(shù)發(fā)展迅速，但是目前HDD仍然是使用最為廣泛的存儲介質(zhì)。為平衡存儲性能、容量、成本這三個要素，目前很多存儲方案采用了SSD+HDD的混合存儲架構(gòu)。在這種架構(gòu)下，往往是SSD用于高速緩存，HDD用于數(shù)據(jù)存儲。

HDD帶來的性能瓶頸

眾所周知，當(dāng)前的HDD使用的存儲介質(zhì)是磁盤片，磁頭在盤片上移動進(jìn)行磁道尋址，行為類似播放一張唱片，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，順序訪問時吞吐量較高，但是如果一旦對盤片有隨機(jī)訪問，那么大量的時間都會浪費(fèi)在磁頭的尋道上，極大的影響IO的響應(yīng)速度。

傳統(tǒng)架構(gòu)使用的是分層架構(gòu)，存儲層通過存儲網(wǎng)絡(luò)為上層應(yīng)用提供存儲服務(wù)。為了應(yīng)對隨機(jī)IO直接寫入機(jī)械存儲介質(zhì)帶來的性能問題，其選擇是為控制器配置高速閃存。這種方案在一定程度上提升了隨機(jī)IO性能，但由于擴(kuò)展性的限制，傳統(tǒng)存儲無法在IO壓力不斷增長的趨勢下對緩存進(jìn)行無限擴(kuò)展，最終還是會出現(xiàn)性能瓶頸。  

超融合緩存機(jī)制面臨的挑戰(zhàn)

超融合基礎(chǔ)設(shè)施使用的是分布式存儲系統(tǒng)，解決了緩存資源擴(kuò)展的問題。為避免隨機(jī)IO直接寫入機(jī)械磁盤，現(xiàn)在的超融合產(chǎn)品基本都采用了SSD用于高速緩存來應(yīng)對。但是僅采用SSD作為緩存還是存在以下兩個問題：

• 面對混合型的數(shù)據(jù)，如果都先進(jìn)入SSD緩存，小的隨機(jī)IO寫入可以提升效率，但大的順序IO怎么辦？

• 隨機(jī)IO優(yōu)先緩存到了SSD，在達(dá)到SSD緩存閾值的情況下，如果前端仍在大量的快速寫入隨機(jī)IO，而SSD本身也會不斷將現(xiàn)有緩存數(shù)據(jù)刷入到機(jī)械硬盤中，但由于還是隨機(jī)IO寫入，下刷至機(jī)械硬盤的速度會慢于前端寫入速度。

AnyVM 5.0的IO合并技術(shù)

針對以上的兩個問題，AnyVM5.0的解決辦法是在IO調(diào)度中進(jìn)行優(yōu)化，運(yùn)用IO合并技術(shù)，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)主動將前端寫入分散的隨機(jī)小IO在SSD緩存分區(qū)中進(jìn)行整合，合并成為大的IO后，最后再順充寫入HDD介質(zhì)池，降低延時，提高寫入效率與整體IO的吞吐量，同時減輕存儲網(wǎng)絡(luò)壓力，最大可能為用戶提供高性能的存儲資源。

下面我們以兩副本為例，看下IO合并技術(shù)的運(yùn)行機(jī)制。

①   當(dāng)有小的隨機(jī)IO寫入請求時，數(shù)據(jù)通過A節(jié)點(diǎn)的CVM寫入到SSD Cache時，同時會通過節(jié)點(diǎn)B的CVM同步復(fù)制一份到其SSD Cache中，由于SSD Cache擁有很好的IO寫入能力，所有可以快速的返回寫入完成指令。

②   雖然寫入完成，但SSD Cache并不會馬上將該IO寫入操作進(jìn)行落盤，而是會等待其它小的隨機(jī)IO寫入數(shù)據(jù)進(jìn)行到SSD Cache中，通過對IO冷熱數(shù)據(jù)的智能分析，將冷數(shù)據(jù)聚合后成為大的IO后再順序?qū)懭氲紿DD介質(zhì)中， SSD Cache中的Journal會被清空，重新投入使用。

對于大的順序IO而言，則直接由CVM寫入底層HDD磁盤，不經(jīng)過SSD緩存分區(qū)，這樣可以減少對緩存資源的消耗，進(jìn)一步保障IO性能。

總的來說，通過對不同類型的IO請求進(jìn)行區(qū)別處理，AnyVM 5.0能應(yīng)對多種應(yīng)用的不同讀寫要求，解決大量應(yīng)用集中到同一個平臺后帶來的性能壓力，真正的實(shí)現(xiàn)性能的突破。

文章摘自愛數(shù)

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