MegaRAID CacheCade Pro 2.0: SSD-кэш для HDD-массива, trial-ключи и активация

Увеличить

MegaRAID CacheCade Pro 2.0 — программная опция для совместимых RAID-контроллеров LSI MegaRAID и Broadcom, которая превращает SSD в быстрый кэш контроллера перед массивом из жёстких дисков. Основной объём данных остаётся на недорогих ёмких HDD, а часто используемые блоки обслуживаются твердотельными накопителями.

CacheCade Pro 2.0 входит в MegaRAID Advanced Software Options вместе с FastPath, SafeStore и Recovery. Broadcom публикует 30-дневные ключи для их тестирования, а для рабочей инфраструктуры нужна постоянная активация: купить ключ MegaRAID Advanced Software Options для LSI/Broadcom.

Зачем нужен SSD-кэш

Жёсткие диски дают дешёвую ёмкость, но плохо справляются с большим количеством мелких случайных операций: каждое обращение требует перемещения головки. Перевести всё хранилище на SSD часто слишком дорого, особенно если основная часть данных почти не используется.

CacheCade решает эту задачу гибридно. В большинстве рабочих нагрузок активно используется лишь небольшая доля данных — так называемые «горячие» блоки. Именно их имеет смысл держать на SSD, а «холодные» данные оставить на HDD.

По сравнению с добавлением шпинделей или полной заменой массива на SSD такой подход требует меньших вложений, места в корпусе и энергопотребления.

Как работает CacheCade Pro 2.0

Контроллер отслеживает, к каким блокам виртуального диска обращаются чаще всего, и динамически копирует эти данные с HDD в пул SSD-кэша. Последующие запросы к горячим блокам выполняются уже с SSD, а жёсткие диски разгружаются от интенсивных случайных операций.

Ключевые особенности:

• кэширование чтения и записи — в отличие от первого поколения CacheCade, версия Pro 2.0 ускоряет не только чтение, но и запись;

• автоматическое управление — не нужно вручную распределять данные между SSD и HDD или настраивать многоуровневое хранение в приложении;

• прозрачность для ОС — операционная система видит обычный виртуальный диск, дополнительные драйверы кэширования не требуются;

• независимость от конфигурации основного массива — кэшируемый том может использовать тот уровень RAID, который нужен для задачи.

Важно понимать, что кэш — это копия горячих данных, а не отдельный уровень хранения. Основная копия данных и их избыточность обеспечиваются RAID-массивом на HDD.

Характеристики и ограничения

По данным Broadcom, CacheCade Pro 2.0 поддерживает:

Лицензия CacheCade Pro 2.0 (LSI00293) заявлена производителем для контроллеров MegaRAID SAS серий 9260, 9261, 9265, 9266, 9270, 9271, 9280, 9285, 9286, 9361 и 9380. Для контроллеров других поколений поддержку опции нужно проверять отдельно.

Какой RAID выбрать для кэша

При кэшировании только чтения выход SSD из строя не приводит к потере данных: на HDD остаётся полная копия. С кэшированием записи ситуация иная — данные могут какое-то время находиться только в кэше, прежде чем попадут на жёсткие диски.

Поэтому рекомендации такие:

• RAID 1 или RAID 10 — для кэша с включённым кэшированием записи и для production-систем;

• RAID 0 — допустим для кэша только на чтение или для тестового стенда, где важнее максимальный объём кэша.

Для кэша лучше использовать SSD серверного класса с достаточным ресурсом записи и защитой от потери питания. Список протестированных накопителей публикует Broadcom. Также стоит убедиться, что контроллер оснащён модулем защиты кэша (BBU или CacheVault).

Где CacheCade даёт наибольший эффект

Broadcom заявляет прирост производительности в 2–12 раз по сравнению с конфигурацией только на HDD. В опубликованных производителем тестах наибольшее ускорение показали TPC-E на Microsoft SQL Server и имитация веб-сервера, заметный — MySQL OLTP и Microsoft Exchange.

CacheCade хорошо подходит для:

• транзакционных баз данных;

• почтовых серверов;

• серверов виртуализации с множеством ВМ на общем HDD-массиве;

• веб- и файловых серверов с повторяющимися обращениями к одним и тем же данным.

Эффект будет скромным или отсутствовать, если:

• нагрузка состоит из последовательного чтения или записи больших файлов — например, резервное копирование или видеопотоки;

• к данным обращаются равномерно, без выраженных горячих зон;

• объём горячих данных значительно превышает размер кэша;

• основной массив уже построен на SSD — в этом случае логичнее рассмотреть FastPath.

После включения кэшу требуется время на «прогрев»: сразу после создания он пуст, и производительность растёт по мере накопления статистики обращений.

CacheCade и FastPath

CacheCade ускоряет гибридную конфигурацию SSD + HDD: SSD используются только как кэш перед ёмким массивом из жёстких дисков.

FastPath оптимизирует путь ввода-вывода для массивов, в которых SSD являются основными дисками с данными.

Обе опции входят в один пакет Advanced Software Options, поэтому на одном контроллере можно держать и гибридный том с CacheCade, и полностью твердотельный том с FastPath.

30-дневные trial-ключи

Ключи ниже приведены в статье Broadcom «LSI MegaRAID Advanced Software trial keys» (Knowledge Base ID 1211161498860). Они открывают CacheCade Pro 2.0, FastPath, SafeStore и Recovery и предназначены для тестирования на стенде, а не для постоянной эксплуатации.

Совпадения модели в таблице недостаточно для гарантии совместимости. Перед использованием необходимо сверить firmware и доступные опции контроллера.

Важное ограничение trial

Broadcom прямо указывает, что trial-ключ следует использовать только на non-production системах. После активации начинается 30-дневный период. По его окончании CacheCade-тома и связанные с ними виртуальные диски переходят в состояние foreign configuration и становятся недоступны.

Удаление CacheCade volume до конца теста само по себе не отменяет таймер лицензии и не устраняет этот риск. Для восстановления доступа Broadcom предусматривает повторный ввод trial-ключа на следующий оценочный период либо установку приобретённого постоянного ключа.

Поэтому не следует включать trial на массиве, от которого зависит работа виртуальных машин, баз данных или файловых сервисов. Для production безопаснее заранее купить постоянный ключ CacheCade и не привязывать доступность массива к окончанию тестового периода.

Активация ключа

Через MegaRAID Storage Manager

1. Откройте MegaRAID Storage Manager и выберите нужный контроллер.

2. На Dashboard перейдите в Manage MegaRAID Advanced Software Options.

3. Нажмите Activate.

4. Введите подходящий ключ и нажмите Next.

5. Убедитесь, что система показала начало 30-дневного периода или постоянную активацию — в зависимости от типа ключа.

Через WebBIOS

1. Перезагрузите сервер и нажмите Ctrl+H для входа в MegaRAID WebBIOS.

2. Нажмите Start.

3. Откройте Advanced Software Options.

4. Введите ключ в поле активации и нажмите Activate.

5. Проверьте статус активированной опции.

Через MegaCLI и StorCLI

Общий синтаксис для первого контроллера:

megacli elf applykey key <КЛЮЧ> -a0

storcli /c0 set aso key=<КЛЮЧ>

Пример для контроллеров на LSISAS3108:

megacli elf applykey key JEFU1LSNSKC8L2PNP5IV567EKASKNXIAF4VN8VRZ -a0

storcli /c0 set aso key=JEFU1LSNSKC8L2PNP5IV567EKASKNXIAF4VN8VRZ

Индексы -a0 и /c0 означают первый контроллер. Если в системе установлено несколько RAID-контроллеров, сначала проверьте их нумерацию командой storcli show. Для применения ключа требуются совместимые firmware и версия утилиты управления.

Создание CacheCade-тома через StorCLI

После активации проверьте контроллер и подключённые диски:

storcli /c0 show

storcli /c0 /eall /sall show

Создание зеркального CacheCade-тома из двух SSD с кэшированием записи и привязкой к виртуальному диску 0:

storcli /c0 add vd cachecade type=raid1 drives=252:4-5 WT assignvds=0

Включение или отключение SSD-кэширования для отдельного виртуального диска:

storcli /c0/v0 set ssdcaching=on

storcli /c0/v0 set ssdcaching=off

Здесь 252:4-5 — идентификаторы корпуса и слотов SSD, а /c0 и /v0 — индексы контроллера и виртуального диска. Синтаксис зависит от версии StorCLI и firmware, поэтому перед применением сверьтесь с руководством для установленной версии. Те же операции доступны в графическом интерфейсе MegaRAID Storage Manager.

Как оценить результат

Сравнивайте показатели до и после включения кэша на реальной или максимально близкой к ней нагрузке:

• IOPS на случайное чтение и запись;

• среднюю и хвостовую задержку;

• время ответа приложения, например базы данных;

• поведение после прогрева кэша, а не только в первые минуты теста.

Тесты стоит проводить на данных, потеря которых не критична, и при наличии актуальных резервных копий.

Когда нужен постоянный ключ

Trial подходит для лабораторной проверки прироста производительности, совместимости SSD и поведения нагрузки. Для production, где массив обслуживает рабочие сервисы, постоянную лицензию нужно установить до ввода CacheCade в эксплуатацию.

Для подбора ключа подготовьте:

• точную модель контроллера и поколение чипа;

• фото наклейки или вывод storcli /c0 show;

• текущую версию firmware;

• объём DRAM на контроллере и наличие BBU или CacheVault;

• модели SSD, которые планируется использовать для кэша;

• используемый способ управления контроллером.