ساختار SSD Cache – Read Only کیونپ QNAP: در صورت قطع اتصال غیرمنتظره چه باید کرد؟ راهنمای حفاظت و بازیابی اطلاعات QTS
قابلیت کش SSD در سیستم عامل QTS کیونپ ابزاری اصلی برای تسریع عملکرد دسترسی تصادفی یا random-access ماشینهای مجازی (VM)، پایگاههای داده و سرویس VDI است. هنگامی که یک کش SSD فقط خواندنی (Read-Only) به دلیل فرسودگی سختافزار یا اتصال ضعیف به طور غیرمنتظرهای آفلاین میشود، QTS یک مکانیسم محافظت پیشگیرانه را فعال میکند تا از دادههای شما محافظت کرده و ثبات دادهها را تضمین کند.
مزایای کش SSD در QTS
وقتی ماشینهای مجازی (VM) با سرعت کم و کند شروع به کار میکنند، تأخیر پاسخ Quary های پایگاه داده افزایش مییابد، یا دسکتاپهای VDI شروع به کند شدن میکنند، بسیاری از افراد بهطور غریزی علت را در پردازنده مرکزی (CPU) یا شبکه جستجو میکنند. با این حال، گلوگاه واقعی در سرعت اغلب هارد دیسک سنتی (HDD) است: هنگام مدیریت حجم زیادی از درخواستهای خواندن/نوشتن کوچک و تصادفی، تأخیر در عملکرد جستجوی هدهای درایو مکانیکی به سرعت افزایش مییابد و به سقف سرعت عملکرد کل سیستم تبدیل میشود.
با استفاده از حافظه پنهان QTS SSD، میتوانید دادههای HOT و پرکاربرد را بدون نیاز به انتقال دادههای موجود یا بازسازی فضای ذخیرهسازی، بهطور خودکار روی SSDها نگه دارید . فضای ذخیرهسازی HDD ظرفیت را مدیریت میکند و برای شما حجم بالایی از ذخیره سازی را فراهم می کند در حالی که SSDها بر کاهش تأخیر تمرکز دارند و بهطور کامل بین عملکرد در سطح سازمانی و نیازهای با ظرفیت بالا تعادل برقرار میکنند. برای ماشینهای مجازی، VDI، پایگاههای داده، iSCSI LUNها و پوشههای اشتراکی که بهطور مکرر خوانده/نوشته میشوند، یک حافظه پنهان SSD که بهدرستی پیکربندی شده باشد، اغلب تجربه درکشده را بهطور مستقیمتری نسبت به اضافه کردن هارد دیسکهای بیشتر بهبود میبخشد.
سه حالت ذخیرهسازی یا Cache بر روی SSD در QTS و خطرات متفاوت آنها
کیونپ استفاده از حافظه پنهان SSD را به سه حالت ارائه میدهد: فقط خواندنی، خواندنی-نوشتنی و فقط نوشتنی .
- حافظه نهان فقط خواندنی: فقط خواندن را تسریع میکند؛ حافظه نهان یک کپی از دادههای HOT یا پر استفاده را در خود نگه میدارد. حتی اگر دستگاه یا حافظه نهان (SSD یا RAM) از کار بیفتد، دادههای اصلی کاملاً دست نخورده روی هارد دیسک باقی میمانند – فقط عملکرد تحت تأثیر قرار میگیرد.
- حافظه نهان خواندنی-نوشتنی و فقط نوشتنی: دادههای تازه نوشته شده ابتدا روی مدیای حافظه نهان (SSD یا RAM) نگهداری میشوند، سپس به تدریج توسط یک مکانیسم نوشتن مجدد در پسزمینه، دوباره روی هارد دیسک نوشته میشوند. تا زمانی که نوشتن مجدد کامل نشود، این دادههای هنوز نوشته نشده فقط روی مدیای حافظه نهان (SSD یا RAM) وجود دارند، بنابراین قابلیت اطمینان دستگاه حافظه نهان مستقیماً بر ایمنی دادهها تأثیر میگذارد.
▲ تفاوتهای جریان داده و ریسک خرابی در سه حالت کش QTS SSD
از آنجا که سطوح ریسک متفاوت است، در صورت خرابی مدیای حافظه پنهان، نحوه برخورد با حافظه پنهان فقط خواندنی و حافظه پنهان فقط خواندنی/نوشتنی بسیار متفاوت است. خرابی حافظه پنهان یا SSD در مکانیزم Cache فقط نوشتنی (Write-Only) یا نوشتنی و خواندنی (Read-Write) تقریباً شبیه به یک وضعیت اضطراری برای داده ها و اطلاعات ذخیره شده بر روی دستگاه است و باید با دقت مدیریت شود تا از دست رفتن دادههایی که هنوز نوشته نشدهاند، جلوگیری شود. خرابی حافظه پنهان فقط خواندنی شامل از دست رفتن دادهها نمیشود، اما QTS همچنان شامل یک مکانیسم محافظت پیشگیرانه برای اطمینان از ثبات دادهها است.
وقتی یک SSD با حافظه نهان فقط خواندنی به طور غیرمنتظره آفلاین میشود، QTS کاری بیش از غیرفعال کردن حافظه نهان انجام میدهد – به طور پیشگیرانه دسترسی به درایو را به حالت تعلیق در میآورد و منتظر مداخله کاربر میماند. در ادامه، بیایید نگاه دقیقتری به تفکر طراحی پشت این مکانیسم حفاظتی بیندازیم.
▲ صفحه “تنظیمات SSD Cache یا حافظه پنهان” QTS: حافظه پنهان فقط خواندنی در حال اجرا است و هشداری در وضعیت آن نشان داده میشود.
چرا یک SSD با حافظه نهان فقط خواندنی آفلاین باعث میشود که دسترسی به درایو متوقف شود؟
یک حافظه نهان فقط خواندنی در عملکرد نوشتنها شرکت نمیکند، بنابراین وقتی SSD از کار میافتد، هیچ دادهای از دست نمیرود. در نگاه اول، صرفاً اجازه دادن به سرویس برای بازگشت به سرعت HDD و ادامه اجرا، سادهترین رویکرد به نظر میرسد – اما ساختار طراحی سیستم عامل QTS برای جلوگیری از تغییر یا از دست رفتن اطلاعات بسیار کاملتر است و این مورد موجب قطع دسترسی موقت به داده ها می شود.
یک سیستم ذخیرهسازی باید بهطور اطلاعات کافی از اینکه کدام دادهها ذخیره شدهاند و آیا محتوای ذخیرهشده هنوز معتبر است یا خیر داشته باشد؛ این اطلاعات در فرادادههای حافظه پنهان (Metadata) ثبت میشود. وقتی SSD بهطور ناگهانی آفلاین میشود، QTS نمیتواند صحت فرادادههای (Metadata) حافظه پنهان را تأیید کند. مهمتر از آن، اگر سیستم در حالی که حافظه پنهان آفلاین است، اجازه دسترسی مستقیم به فضای ذخیرهسازی اصلی را بدهد، دادههای موجود در حافظه پنهان میتوانند پس از اتصال مجدد دستگاه حافظه پنهان، با وضعیت واقعی فضای ذخیرهسازی اصلی ناسازگار شوند و در نهایت بهم ریختگی در فراداده ها یا Metadata ایجاد شود.
QTS در این لحظه دقیقاً برای محافظت پیشگیرانه از داده های شما، سیستم عامل دسترسی را به حالت تعلیق در میآورد – اطمینان حاصل میکند که چه بخواهید حافظه پنهان را بازیابی کنید و چه آن را حذف کنید، دادههایی که میخوانید همیشه با فضای ذخیرهسازی اصلی مطابقت دارند.
بنابراین، وقتی QTS مشکلی را در حافظه نهان SSD تشخیص میدهد، به طور پیشگیرانه دسترسی به درایو را متوقف میکند. این کار نه تنها ثبات دادهها را تضمین میکند، بلکه به شما فرصتی میدهد تا وارد عمل شوید و مشکل را حل کنید – به عنوان مثال، با نصب مجدد یک SSD که موقتاً از کار افتاده است – تا دادههای که قبلاً در یک حافظه نهان بزرگ انباشته شدهاند را صرفاً به دلیل یک رویداد کوتاه آفلاین رها نکنید. هر بار که دسترسی بازیابی میشود، دادههای شما قابل اعتماد هستند و مزایای حافظه نهان تا حد امکان حفظ میشود.
▲ وضعیت حافظه پنهان (Cache Missing) نمایش داده میشود؛ QTS نشان میدهد که حافظه پنهان باید بازیابی شود.
دو راه برای بازیابی دسترسی به Volume
سیستم عامل QTS برای شما تصمیم نمیگیرد که چگونه حافظه پنهان را مدیریت کنید. بر اساس وضعیت فعلی خود، باید یکی از روشهای زیر را انتخاب کنید:
روش ۱: دوباره SSD را وصل کنید (قطع اتصال موقت سختافزار)
اگر SSD فقط به دلیل اتصال ضعیف یا یک مشکل موقت از کار افتاد، آن را دوباره وارد کنید و این مراحل را دنبال کنید:
- در QTS به مسیر Storage & Snapshots > Cache Acceleration بروید .
- سیستم از شما میخواهد که «Recover Cache Volume» را انتخاب کنید ؛ روی «OK» کلیک کنید تا سیستم فرآیند بازیابی را آغاز کند.
- پس از بازیابی، سیستم به طور خودکار بررسی سیستم فایل را انجام میدهد . پس از تأیید سازگاری دادهها، دسترسی به درایو به حالت عادی باز میگردد.
▲ سیستم در حال انجام عملیات بازیابی حجم حافظه پنهان است
▲ پس از بازیابی، بررسی سیستم فایل برای تأیید سازگاری دادهها لازم است
روش ۲: حذف حافظه نهان SSD از طریق QTS (خرابی دائمی سختافزار)
اگر آسیبدیدگی SSD تأیید شد، یا میخواهید قبل از تعویض حافظه پنهان، سرویس را برگردانید:
- رابط کاربری Storage & Snapshots را در QTS باز کنید و حافظه نهان SSD را پیدا کنید.
- برای پاک کردن پیکربندی حافظه پنهان، به منوی «مدیریت» بروید و روی «حذف» کلیک کنید.
- پس از حذف، سیستم به طور خودکار دادهها را پاک میکند و یک بررسی سیستم فایل را برای تأیید سازگاری دادهها اجرا میکند .
- پس از اتمام بررسی، دسترسی به درایو به حالت عادی باز میگردد. دادههای اصلی شما کاملاً دستنخورده باقی میمانند و میتوانید بعداً یک SSD جدید برای بازسازی حافظه پنهان نصب کنید.
▲ اگر SSD قابل بازیابی نباشد، QTS پیام “Unable to recover cache volume” را نمایش میدهد.
▲ به منوی «مدیریت» بروید و «حذف» را برای پاک کردن پیکربندی حافظه پنهان انتخاب کنید
▲ حذف حافظه نهان SSD را تأیید کنید؛ سیستم دادهها را پاک کرده و پیکربندی حافظه نهان را حذف میکند.
▲ پس از حذف حافظه پنهان، صفحه به حالت اولیه خود باز میگردد و آماده است تا یک حافظه پنهان SSD جدید ایجاد کنید.
توجه: صرف نظر از اینکه کدام روش را انتخاب میکنید، پس از اتمام فرآیند، دادههای شما روی هارد دیسک بدون تغییر باقی میمانند.
چگونه میتوانید دسترسی به سرویس کش را بیشتر بهبود بخشید؟
دادههای کش فقط خواندنی همیشه در مخزن ذخیرهسازی HDD ذخیره میشوند و SSD فقط برای تسریع خواندن استفاده میشود. بنابراین از نقطه نظر یکپارچگی دادهها، از نظر فنی ساخت کش با یک SSD یا RAID 0 واحد امکانپذیر است.
با این حال، همانطور که در بالا توضیح داده شد، هنگامی که یک SSD کش فقط خواندنی از کار میافتد، دسترسی به درایو به حالت تعلیق در میآید و برای بازیابی آن نیاز به مداخله دستی است. اگر سرویس شما الزامات دسترسیپذیری دارد و میخواهید کش بدون وقفه در دسترسی در هنگام خرابی یک SSD به کار خود ادامه دهد، توصیه میکنیم کش فقط خواندنی را در سطح RAID با افزونگی (مانند RAID 1 یا RAID 5 ) بسازید.
با پیکربندی RAID افزونه، حافظه پنهان میتواند در صورت خرابی یک SSD به کار خود از طریق اعضای باقیماندهاش ادامه دهد – تا زمانی که SSD خراب را تعویض کنید و بازسازی کامل شود – و از آفلاین شدن درایو به دلیل مشکل حافظه پنهان جلوگیری کند.
ساختار SSD Cache – Read Only کیونپ QNAP
خلاصه
QTS به طور فعال دسترسی به درایو را هنگام آفلاین شدن یک حافظه نهان فقط خواندنی به حالت تعلیق در میآورد تا اطمینان حاصل شود که دادههایی که میخوانید همیشه کاملاً با فضای ذخیرهسازی زیرین سازگار هستند. این نشان دهنده اصل طراحی QNAP برای حفاظت از دادهها است: بهتر است سرویس را متوقف کنید تا اینکه اجازه دهید یک وضعیت نامشخص، اعتبار دادههای شما را تضعیف کند. با دنبال کردن مراحل بازیابی و توصیه افزونگی RAID در این مقاله، میتوانید از افزایش عملکرد حافظه نهان SSD در عین حفظ دسترسی بالا به سرویس لذت ببرید.
