SAN en RAID geven maximale efficiëntie

Systeembetrouwbaarheid is zo essentieel, dat er hele industrieën aan zijn gewijd. Raid-systemen zijn een veilige oplossing voor het probleem van schijfstoring. In zo'n geval staat er nog wel data op andere schijven. Mocht er een server- of netwerkstoring optreden, dan treedt er een ander systeem in werking en blijft de opgeslagen data online. Ondanks alle moderne backups en omschakelsystemen zullen echter de bestanden, vanwege de aard van Windows-bestandssystemen, worden gefragmenteerd, Als dit niet wordt beheerst, zal het zeker problemen veroorzaken bij de gebruiker, het netwerk en het hele bedrijf.

Fragmentatie is een ingecalculeerde eigenschap van elk Windows-besturingssysteem, bewust ingebouwd, met als doel de schijfruimte efficiënter te kunnen gebruiken. Het nadeel ervan is echter dat het de gefragmenteerde bestanden over de hele schijf verspreidt en dat elk Windows-geformatteerd schijfstation, waaronder Raid, en ook gespiegelde systemen en backups te maken hebben met de schadelijke effecten.

In de it-wereld geldt het feit dat fragmentatie de prestaties belemmert als ‘dat weet iedereen'. Maar wat niet iedereen weet is dat fragmentatie ook invloed heeft op de systeembetrouwbaarheid. Vanaf het moment van opstarten tot het moment van afsluiten kan een gefragmenteerd schijfstation problemen veroorzaken met bijna elke actie op systeemniveau in Windows. Een goed voorbeeld hiervan is het feit dat het Windows-besturingssysteem continu het schijfgebaseerde pagefile gebruikt. Daarom is een betrouwbare schijfwerking essentieel voor een betrouwbaar systeem. Fragmentatieproblemen met het pagefile kunnen virtuele geheugenfouten veroorzaken. Ook kan een zeer gefragmenteerde Master File Table (de bestandstoewijzingstabel die wordt gebruikt door NTFS, het bestandssysteem van Windows) het al uitgebreide opstartproces van een Windows-computer vertragen.

SAN-opslag en NTFS

Tegenwoordig is het gebruik van san's de norm geworden om aan opslagvereisten te voldoen. San's maken gebruik van een geclusterd/san-bestandssysteem om schijfarrays in een virtueel opslagvolume samen te voegen. Dit is geen NTFS, maar eerder eigen software, geleverd door een san-hardware- of -softwareleverancier. Dit bestandssysteem draait eigenlijk 'onder NTFS', het vervangt het niet. Als we bedenken dat elk bestandssysteem een 'virtuele' schijf vormt, is het stapelen van de ene virtuele component op de andere (dat wil zeggen het ene bestandssysteem bovenop het andere) goed mogelijk en steeds gangbaarder.

Wat de leverancier van een san-bestandssysteem met zijn bestandssysteem doet, is niet relevant voor NTFS. Wellicht hoeft u het 'san-bestandsssysteem' niet eens te defragmenteren. De expert voor dat bestandssysteem en de bron waar u installatietips, 'best practices' en san i/o-optimalisatiemethodologieën kunt krijgen, is de fabrikant.

Voor wat betreft NTFS, dat wordt nog steeds gefragmenteerd en zorgt dat Windows i/o-aanvragen voor bestanden die naar het san worden gestuurd 'splitst', zodat de prestaties minder worden. Gezien het feit dan san's altijd opslag op blokniveau zijn, weten ze niet welke i/o's bij welke bestanden horen. Ze kunnen de fragmenten van een bestand dus niet intelligent over meerdere schijven verspreiden. Een hele massa aparte i/o-schrijf/leesopdrachten voor gefragmenteerde bestanden (die hoogst waarschijnlijk worden afgewisseld met andere gegevens die gelijktijdig zijn geschreven/gelezen), wordt niet-optimaal verspreid over de schijven in de san-opslagpool, ofwel. dat er meer fragmenten van een bepaald bestand op één schijf worden gezet in plaats van dat ze gelijkmatig over alle schijven worden verdeeld.

San-bestandssysteemleveranciers kunnen optimalisatiestrategieën bieden, zodat het systeem leert gegevens binnen de schijven te verplaatsen - de meeste data-aanvragen worden niet goed uitgebalanceerd tussen de san-spoelen. Over het algemeen gesproken geldt het bovenstaande ook voor striping (Raid). San-ontwerpers of -ontwikkelaars zijn het erover eens dat NTFS-fragmentatie een probleem is en dat geavanceerde defragmentatie belangrijk is ('basis'-defragmenteerprogramma's kunnen het probleem nog erger maken).

Bestandsfragmentatie is ook fysiek een grote belasting voor harde schijven. Er is meer beweging van de schijfkoppen nodig om de data uit de gefragmenteerde bestanden te lezen. Hoe meer beweging van de kop, hoe korter de gemiddelde tijd tussen falen (MTBF), zodat de levensduur van de harde schijf korter wordt.

De oude manier van geplande fragmentatie is in de systemen van tegenwoordig niet meer effectief, vanwege de enorme grootte van schijven en opslagmedia. Uitvoeren van de ingebouwde tool is niet uitgebreid genoeg om de nodige voordelen te behalen en de oorspronkelijke prestaties van uw systemen te laten herleven. Betrouwbaarheid is 24/7 nodig, ongeacht het type backup of opslagtechnologie (Raid, san). Beschikbaarheid van systemen is noodzakelijk, en betrouwbaarheid is het sleutelwoord.

Voorkomen is beter dan genezen

Dus wat is de beste oplossing voor het probleem van fragmentatie op NTFS-niveau? Voorkomen is in ieder geval beter dan genezen. Het is veel beter een bestand intelligent in één blok naar een voldoende groot gebied van aaneengesloten vrije schijfruimte te schrijven dan het op te splitsen in fragmenten. Als Windows een bestand in bijvoorbeeld twintig fragmenten schrijft, gebeurt het volgende: Het eerste fragment van het bestand wordt geschreven naar het NTFS-volume. Dit reist dan door de opslagstack naar de san-controller, die het uitschrijft naar de fysieke schijven in de array. Vervolgens gaat het volgende fragment door de opslagstack, en het volgende en het volgende enzovoort, totdat alle twintig fragmenten door de stack naar het san zijn verplaatst.

Als de Windows Write Driver een bestand echter aan één stuk (niet-gefragmenteerd) zou schrijven, hoeft er slechts één i/o door de opslagstack te reizen. Dit biedt niet alleen prestatievoordeel voor de Windows-machine, maar kan ook helpen i/o-wachtrijen op san-niveau voorkomen en laat de fysieke schijven in de san-array minder hard werken, waardoor ze een langere levensduur hebben.

Naveen Loius, it-consultant bij Diskeeper Corporation Europe