14【華為HCIE-Storage】Cache讀寫鏡像&一高低水位&二寫盤&三讀寫策略&四讀機制
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1. Cache技術（讀\寫\鏡像&一高低水位&二寫盤&三讀寫策略&四讀機制）
Cache即高速緩存，是存儲系統中用於緩存主機數據，提高陣列性能及可靠性的部件。Cache主要用來緩存主機數據，使主機在進行數據讀寫時不用每次都對硬盤進行操作，從而提高系統的讀寫性能。同時存儲陣列通常使用雙主控，且采用雙控雙活技術，雙控制器都存在相同大小相同規格的Cache，使得數據在本端控制器Cache和對端控制器Cache都有緩存，即兩個控制器的寫Cache數據通過相互鏡像實現備份，確保數據的安全和完整，提高了系統的可靠性。
① 讀cache
讀Cache：作用為緩存讀數據；
在有主機讀請求下發時， Cache會先將磁盤中數據讀到內存中，並啟動預取，根據數據的連續性將磁盤中後續可能會被主機讀到的數據預取到Cache中，增加後續主機請求的讀命中概率。
② 寫cache
寫Cache：作用為緩存寫數據；
在有主機寫請求下發時， Cache會先將數據寫到內存的固定區域中，並返回給主機寫完成，後續Cache會將這部分數據整合後統一寫到硬盤中，借此提高主機寫的效率。
③ 鏡像cache
鏡像Cache：作用為緩存寫數據並在對端控制器Cache保存這部分數據的鏡像，在有主機鏡像寫請求下發時， Cache會將這部分數據分別寫到本端控制器的內存及對端控制器的內存，保證兩端數據的一致性。
實際上，本端的鏡像Cache就是對端寫Cache的鏡像，是對端寫Cache的備份。這樣的結構充分保證了系統的高可用性。
Cache鏡像技術是通過鏡像通道實現的。可采用SAS、 PCI-E或FC作為鏡像通道。 由於在物理上采用了兩條鏡像通道，使系統在可靠性上得到了進一步的提升，即使其中一條通道出現故障也不會影響業務，保證業務的連續性。
④ 高低水位
Cache中高低水位是指Cache中存儲臟數據的最高限制值和最低限制值；
默認高水位80，低水位20；
刷盤線程每隔1S啟動一次；
高水位不宜設置太高，如果高水位的值太高，頁面緩沖就小，如果前端IO流量突然增加，會產生IO波動和時延增大的現象，從而影響寫性能；
低水位不宜設置太低
高低水位的間距不宜太小，如果取值間距太小，不能很好利用後端帶寬；
⑤ 寫盤
l 寫機制：回寫、透寫；
a. 回寫
回寫分為：回寫鏡像、回寫不鏡像
鏡像與不鏡像的差別在於：當一個寫IO從A控制器下發， 當到達A控制器的Cache之後， 是否需要將該IO再寫入到B控制器的Cache作備份；
如果采用了回寫鏡像的方式， 由於進行了額外的兩個控制器之間的交互以及數據的傳輸， 因此總體的性能表現不會比回寫不鏡像的方式好。
應用服務器下發數據回寫請求時，數據塊寫入本端存儲系統Cache後，本端存儲系統就將寫IO結果返回給應用服務器，再將數據塊寫入異構存儲系統中。
b. 透寫
應用服務器下發數據透寫請求時，數據塊寫入本端存儲系統緩存，再從本端cache寫入對端cache，當數據塊寫入磁盤成功後，寫IO結果才返回給應用服務器。
⑥ Cache讀寫策略（三策略）
讀策略：cache的讀數據策略，系統提供三種讀策略：常駐、默認、回收；
寫策略：cache的寫數據策略，系統提供三種寫策略：常駐、默認、回收；
a. 常駐
讀取數據或寫入數據以最低優先級淘汰，盡量保證常駐在內存中；
應用場景：適合部分業務對性能要求很高並且數據量不大的情況。例如在數據庫應用中的日誌LUN。
b. 默認
讀取數據或寫入數據以默認優先級淘汰，按照正常算法進行；
應用場景：常規場景下適用。
c. 回收
讀取數據或寫入數據以最高優先級淘汰，盡快將內存數據刷盤釋放；
使用場景：適合大塊數據讀寫，並且一般情況下之讀寫一次的場景。例如歸檔業務場景。
⑦ Cache預取機制（四機制）
l 預取機制：智能預取、固定預取、可變預取、不預取；
a. 智能預取
對主機讀請求進行連續判斷，如果是連續的請求，則將當前讀請求後面的一段數據從硬盤讀預取到Cache中，提高讀Cache命中率。
應用場景：適合單個數據流的讀應用，或無法判斷讀應用是否順序的情況。例如文件讀寫。
b. 固定預取
在讀取數據時，不考慮主機IO請求中讀取長度，按照配置的預取長度將數據預取到Cache中；
應用場景：適合大小固定的順序讀應用。例如多用戶流媒體點播，用戶使用相同碼流。
c. 可變預取
在讀取數據時，按照主機IO請求中的讀取長度的倍數將數據預取到Cache中。
應用場景：適合大小不固定的順序讀應用，或多用戶並發讀但無法判定預讀量的應用。例如用戶多媒體點播。
d. 不預取
按照主機IO請求中的預取長度直接從硬盤讀取數據，即不使用預取功能。
應用場景：不預取策略適合隨即讀取小數據塊應用。例如數據庫應用。
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