18、【華為HCIE-Storage】--Smart Cache
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SmartCache特性，使用SSD硬盤作為緩存，提高存儲系統中讀熱點數據的訪問效率，可用於存在熱點數據且以讀操作為主的隨機小I/O場景。
① 定義
華為技術有限公司開發的SmartCache特性又叫
利用SSD盤對隨機小I/O讀取速度快的特點，將SSD盤組成智能緩存池，將訪問頻率高的隨機小I/O讀熱點數據從傳統的機械硬盤移動到由SSD盤組成的高速智能緩存池中。由於SSD盤的數據讀取速度遠遠高於機械硬盤，所以SmartCache特性可以縮短熱點數據的響應時間，從而提升系統的性能。
SmartCache將智能緩存池劃分成多個分區，為業務提供細粒度的SSD緩存資源，不同的業務可以共享同一個分區，也可以分別使用不同的分區，各個分區之間互不影響。從而向關鍵應用提供更多的緩存資源，保障關鍵應用的性能。應用SmartCache特性不會中斷現有業務，也不會影響數據的可靠性。
利用SSD盤較短的響應時間和較高的IOPS（ Input/Output Operations Per Second），SmartCache特性可以提高業務的讀性能。尤其是存在熱點數據，且讀操作多於寫操作的隨機小I/O業務場景。例如： OLTP（ Online Transaction Processing ）應用、數據庫、Web服務、文件服務應用等。
② 相關概念
SmartCache是一種采用SSD作為介質提供讀緩存的特性，與RAM Cache配合實現了對LUN和文件系統讀加速，同時也作為內部重刪元數據的讀緩存，提高整個存儲系統性能；
對LUN或文件系統配置好SmartCache之後，主機對LUN或文件系統進行讀寫時，SmartCache可以提供讀加速功能，提升系統性能。
系統在每個控制器上默認生成SmartCache池，用戶只需要往SmartCache池中添加SSD盤，系統在每個控制器對（引擎）上缺省生成一個默認SmartCache分區，用戶還可以根據需要創建自定義分區，每個引擎上最多支持創建8個自定義分區，可以在需要的時候向SmartCache池添加新SSD盤來實現擴容。
a. SmartCache池
負責管理SSD盤，為SmartCache分區提供粗粒度的SSD資源分配與回收。負責為業務提供細粒度（ 4KB~128KB）的SSD緩存資源，不同的業務可以共享同一個SmartCache分區，也可以分別使用不同的SmartCache分區，各個SmartCache分區之間互不影響。
智能緩存池由SSD盤組成，可以作為普通緩存資源RAM Cache的擴充，用於存儲熱點數據，也可以作為內部元數據的讀緩存。
l – 智能緩存池管理本控制器的所有SSD盤，用以保證每個智能緩存分區的資源來自不同SSD盤，從而避免不同SSD盤負載不均衡。
l – 存儲系統默認在每個控制器上生成一個智能緩存池。
b. SmartCache分區
SmartCache特性將智能緩存池劃分成多個分區，不同的業務可以共享同一個分區，也可以分別使用不同的分區，各個分區之間互不影響。從而向關鍵應用提供更多的緩存資源，保障關鍵應用的性能。
l – SmartCache分區負責為業務提供細粒度（ 4KB、 8KB、 16KB、 32KB、64KB、 128KB，與前端I/O自適應，即根據前端下發的I/O大小申請不同粒度的SSD緩存資源）的SSD緩存資源。
l – 在存儲系統上，自動為A、 B控制器創建一個默認分區， C、 D控制器創建一個默認分區。除默認分區外，每雙控還最多支持創建8個用戶自定義分區。
l – SmartCache分區與待加速的LUN或文件系統必須歸屬於同一個引擎。
③ 數據讀取流程
a. 數據讀命中Smart Cache流程
① 應用服務器讀I/O訪問LUN時，先訪問RAM Cache。
② 在RAM Cache未命中， RAM Cache將讀I/O請求發至智能緩存池。
③ 在智能緩存池中命中時，下發讀SSD盤的請求，讀SSD盤完成後，將數據返回給RAM Cache。
④ RAM Cache將數據返回給應用服務器。
b. 數據讀未命中Smart Cache流程
1. 應用服務器讀I/O訪問LUN或文件系統時，先訪問RAM Cache。
2. 在RAM Cache未命中， RAM Cache將讀I/O請求發到智能緩存池。
3. 智能緩存池中也未命中時，將結果返回給RAM Cache。
4. RAM Cache下發I/O至後端機械硬盤。
5. 機械硬盤將數據返回給RAM Cache。
6. RAM Cache將數據返回給應用服務器，同時RAM Cache將該數據同步到智能緩存池中。 當智能緩存池容量不夠時，則智能緩存池根據時間順序釋放舊數據，釋放數據內存，完成舊數據的淘汰。
④ 應用場景
SmartCache特性適用於存在熱點數據且以讀操作為主的隨機小I/O場景。應用SmartCache特性可以大幅提升系統的讀性能。
利用SSD盤較短的響應時間和較高的IOPS， SmartCache特性可以提高業務的讀性能。尤其是存在熱點數據，且讀操作多於寫操作的隨機小I/O業務場景。
例如：數據庫應用、 OLTP應用、 Web服務、文件服務應用等。 SmartCache特性的典型應用場景
⑤ 配置流程
a. 檢查 License 信息
步驟1 登錄DeviceManager。
步驟2 選擇“ 設置 > License管理”。
步驟3 瀏覽已激活License信息。
1. 在左側導航中，選擇“已激活License”節點。
2. 在中間信息展示區，瀏覽存儲設備已激活的License文件信息。
b. 添加 SSD
SmartCache即智能緩存，一種管理智能緩存資源的技術。使用該技術，用戶可根據需求增加或者移除SSD盤來管理智能緩存的資源。 SSD盤與智能緩存池關系如下：
存儲系統的每個控制器都配置了一個智能緩存池，每個智能緩存池管理本引擎的所有SSD盤。建議同一引擎下的兩個智能緩存池配置相同容量和數量的SSD盤。
向智能緩存池中增加SSD盤，不會中斷業務，也不會造成系統性能降低。加入智能緩存池的SSD盤必須為空閑盤且不是保險箱盤，同時待增加的SSD盤單盤容量不能超過2TB。
步驟1 登錄DeviceManager。
選擇“ 資源分配 > 資源調優 > SmartCache > 智能緩存池”。
步驟3 進入“增加SSD”對話框。
1. 在左側信息展示區上側，選中需要添加SSD的智能緩存池。
2. 單擊“增加SSD”。系統彈出“增加SSD”對話框。
步驟4 選擇增加的SSD。
在“可選SSD”列表中，選擇需要為智能緩存池增加的SSD，單擊“向右箭頭”，增加
SSD到“已選SSD”列表中。
步驟5 確認增加SSD的操作。
1. 單擊“確定”。系統彈出“執行結果”提示框，提示操作成功。
2. 單擊“關閉”。
c. 創建分區
SmartCache Partition即分區，智能緩存的屬性之一。 SmartCache在對SSD資源進行管理上，分為智能緩存池和分區兩部分。兩者的作用和關系如下：
存儲系統默認在每個控制器上生成一個智能緩存池。智能緩存池管理本引擎的所有SSD盤，用以保證每個分區的資源來自不同SSD盤，從而避免不同SSD盤負載不均衡。
分區負責對智能緩存池中的SSD資源進行分配，以便實現緩存資源隔離。 LUN或文件系統用指定的分區進行讀加速。
存儲系統在每個引擎上創建一個默認分區。除了默認分區外，每個引擎最多支持創建8個用戶自定義分區。
分區與待加速的LUN或文件系統必須歸屬於同一個引擎。
步驟1 登錄DeviceManager。
步驟2 選擇“ 資源分配 > 資源調優 > SmartCache > 分區”。
步驟3 單擊“創建”。系統彈出“創建分區向導”對話框。
步驟4 在“名稱”和“描述”文本框中輸入分區的名稱及相關描述。
步驟5 為分區設置相關屬性。
1. 在“設置名稱”頁面，單擊“下一步”。系統進入“設置屬性”界面。
2. 為新創建的分區設置“引擎”、“期許容量”。
步驟6 可選: 單擊“下一步”，在彈出的“選擇LUN”頁面選擇應用分區對應的LUN。
步驟7 可選: 單擊“下一步”，在彈出的“選擇文件系統”頁面選擇應用分區對應的文件系統。
步驟8 確認創建分區操作。
1. 單擊“下一步”。系統進入“信息匯總”頁面。
2. 確認分區信息。
– 如果創建的分區信息正確，單擊“完成”。
系統彈出“執行結果”提示框，提示創建分區成功，單擊“關閉”。
– 如果創建的分區信息錯誤，單擊“上一步”重新進行設置。
18、【華為HCIE-Storage】--Smart Cache