Easy Tier 自动处理

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借助 Easy Tier ®， IOPS 和带宽算法可确定何时迁移数据。 该过程有助于提高性能。

使用 Easy Tier to 将扩展数据块重新定位到 多层 池中最合适的存储层，这取决于使用情况。 由于工作负载通常仅将 I/O 操作集中在卷或 LUN 中的一部分扩展数据块上，因此 Easy Tier 会识别频繁访问的扩展数据块的子集，并将其重新定位到更高性能的存储层。

在卷迁移中，子卷或子 LUN 数据移动是要考虑的重要选项，这是因为并非卷或 LUN 级别的所有数据都是热数据。 对于任何工作负载，将对视为“热”或“冷”的数据进行分配，这会产生与在层之间移动整个卷相关联的庞大开销。 例如，如果某个卷为 1 TB，而生成的热图指示只有 10 GB 视为热数据，那么您不会希望移动整个 1 TB 卷。 此功能使用性能更高的层以减少优化性能所需的驱动器数量。

您 可以以更小的成本使用高性能存储层。 这意味着您将一小部分存储投资于高性能存储层。 您可以使用 Easy Tier 进行重定位和调整，而无需您的干预，从而在优化存储性能的同时节省成本。

您还可以选择将特定逻辑卷分配到存储层。 此功能部件可用于确保无论数据访问频率如何，关键数据始终具有高可用性。

以下 Easy Tier 功能支持三层自动 处理 :
  • 支持自动精简配置的 ESE 卷
  • 支持各种设备 (DDM) 和适配器类型
  • 同时监视带宽和 IOPS 限制
  • 层之间的数据降级
  • 自动热点再平衡，适用于以下自动性能再平衡情况:
    • 在将新列组添加到受管池后，在层内进行重新分配
    • 在从受管池中移除列组后，在层内进行重新分配
    • 当受管池的某一层中列组上的工作负载不均衡时重新分配
  • 使用 Easy Tier 应用程序将逻辑卷分配到特定存储层
  • 使用热图传输实用程序将热图传输至辅助存储器

为了帮助管理和提高性能， Easy Tier 旨在识别基于持续性能监视的子卷或子 LUN (扩展数据块) 级别的热数据，然后自动将该数据重定位到 Easy Tier管理的扩展数据块池中的相应存储设备。 Easy Tier 使用算法为存储设备中的每个扩展数据块分配热值。 这些热值确定最适合数据驻留的层，并自动进行迁移。 数据移动是动态的，并且对于主机服务器和使用数据的应用程序来说是透明的。

Easy Tier 提供支持自动重新平衡，热降级和冷降级的自动功能。 这些功能包括对具有三层的池的支持。

Easy Tier 还可以帮助您管理 ESE 卷的自动精简配置。

自动重新均衡

Rebalance 是 Easy Tier 的一项功能，用于根据使用情况均衡同一层中的扩展数据块。 自动重新平衡支持单个-tier 受管池和 多层 池。 您可以使用“存储设施映像”(SFI) 控件，在 SFI 的所有池中启用或禁用自动重新均衡功能。 启用自动重新平衡时，每个标准卷和 ESE 卷都将置于 Easy Tier 管理下，以执行自动重新平衡过程。 通过使用自动重新均衡，您可以享有这些自动功能的优势：
  • Easy Tier 在受管存储池内的层内运行。
  • Easy Tier 会自动检测性能偏差并重新平衡同一层中的扩展数据块。
  • 当将容量添加到扩展池时， Easy Tier 会自动重新平衡扩展数据块。

在任何层中，将频繁活动的（热）数据置于同一物理列组中，可能会导致热列组或关联的设备适配器 (DA) 成为性能瓶颈。 同样，随着时间的推移，会在单层中出现偏差，仅通过将数据迁移至更快的层无法解决这种偏差，这需要在同一层中进行一定程度的工作负载重新均衡。 自动重新均衡可解决混合和同类单层和多层池中层内的这些问题。 这还可以帮助系统以更为及时和适当的方式，响应由于添加或删除硬件、在层之间迁移扩展数据块、底层卷配置变更以及工作负载变化所导致的过载、偏差和利用率不足等问题。 自动重新均衡可以调整系统，以通过均衡列组和 DA 对上的负载来持续实现最佳性能。

Easy Tier 支持在 单层 池中自动重新平衡。 如果将 Easy Tier 设置为仅监视分层池，那么具有单层的池可以重新平衡层内列组。 如果关闭 Easy Tier ，那么不会管理任何卷。 如果 Easy Tier 已开启，那么它将管理其支持的所有卷 (标准或 ESE)。

注：
  • 支持标准卷和 ESE 卷。
  • 如果 Easy Tier 设置为仅监视分层池，那么还会管理单层池以重新均衡层内列组。

热降级

热降级操作将热扩展数据块 降级到下一个最低层，以保护系统上的驱动器性能。 降级到的列组是随机选择的。 当超过带宽阈值时，就会触发此功能。 当扩展数据块具有高带宽和低 IOPS 时，就会从层中的一个列组热降级至另一个列组。

这有助于了解热降级不同于自动重新均衡。 虽然热降级和自动重新均衡都可基于事件，但重新均衡移动在同一层中进行，而热降级在多层之间进行。 列组配置更改时，会启动自动重新均衡。 自动重新均衡还会定期检查在列组之间不均衡的工作负载。 当检测到重载列组时，将启动热降级。

冷降级

冷降级识别冷或半冷扩展数据块，并将其降级至适当的低成本层。 如果存储池不处于空闲状态，那么该存储池中的冷扩展数据块就会降级至更低层。

当 Easy Tier 检测到以下任何场景时，将发生冷降级:
  • 存储池中的扩展数据块随着时间推移变为不活动状态，而其他数据仍保持活动状态。 此情境是冷降级的最典型用法，其中不活动数据会降级到 较低性能 层。 此操作会在较低性能层上的扩展数据库变热之前释放较高性能层上的扩展数据块。 这可帮助系统更积极响应新的热数据。
  • 由于出现计划中断或意外中断，存储池中的所有扩展数据块同时变为不活动状态。 禁用冷降级可帮助您安排较长的中断时间，或者确保在发生断电时不影响扩展数据块放置。
  • 存储池中的所有扩展数据块处于活动状态。 除了使用最低层中容量的冷降级之外，还会选择活动接近于零，但具有高顺序带宽和低随机 IOPS 的扩展数据块进行降级。 此外，还可以使用最低层上的可用带宽。
存储池中的所有扩展数据块都可能会由于计划停用事件（如某个应用程序达到使用寿命）而变为不活动状态。 在此情况下，会禁用冷降级，并且您可选择以下选项之一：
  • 在存储池中分配新卷，并对变为活动状态的那些卷进行规划。 随着时间的推移， Easy Tier 会将 更高性能 层上的不活动扩展数据块替换为 更低性能 层上的活动扩展数据块。
  • 取消填充所有 更高性能 列组。 当取消填充所有 更高性能 列组时，池中的所有扩展数据块都位于 更低性能 列组上。 将扩展数据块存储在 较低性能 列组上，直到需要将其删除或归档到磁带为止。 在取消填充 更高性能 列组后，将其移至存储池。
  • 将扩展数据块留在其当前位置中，并在以后将其重新激活。
图 1 说明了三层配置中 Easy Tier 增强功能支持的所有迁移类型。 自动性能重新均衡可能还包括其他交换操作。
图 1. 三层迁移类型及其流程
三层迁移类型及其流程

Easy Tier 应用程序

您可以将逻辑卷分配给特定存储层。 此操作支持应用程序或存储器管理员主动影响层中的数据放置。 应用程序（例如，数据库）可通过将关联的逻辑卷分配到性能更高的层，以优化对关键数据的访问权。 存储管理员同样可以选择将引导卷（例如）分配给性能更高的层。

分配逻辑卷适用于分配给逻辑卷的所有扩展数据块。 通过动态扩展数据块重定位或卷扩展而添加到逻辑卷的任何扩展数据块同样会分配到指定的层。 所有分配都具有无限租赁。 不支持在多个层之间分配卷。

完成逻辑卷分配是基于以下 Easy Tier 优先级的最佳服务:
  1. 系统运行状况

    Easy Tier 监视设备，以确保它们不会因当前配置和工作负载而超负荷。 热降级操作和其他检查在此方面会得到最高优先级的处理。

  2. 性能

    将在相应的设备类型上基于配置、设备功能和工作负载特征执行逻辑卷分配请求。

  3. 容量

    将监视系统容量需求。

此外，分配请求可以源自多个源，并且可以通过不保证消息排序的通道传递到 Easy Tier。 因此，维护卷分配请求的顺序无法得到保证。

由于系统运行状况是最高优先级，因此逻辑卷分配可由迁移操作 (例如， "温暖") 或 DS8000® 微码覆盖。 因此，虽然 Easy Tier 应用程序旨在实现操作的最终一致性，但对于分配，即使是已完成的请求，也没有系统状态保证。 逻辑卷分配请求的状态可以是：
  • 失败

    请求命令无效，并且无法完成。 失败响应返回至调用函数。

  • 瞬态状态

    请求当前无法完成，但是正在等待处理。 如果更高优先级请求（例如，热降级操作）撤销了已完成的请求的任何操作，那么该请求可还原为暂挂状态。

    此外，可能已达到将逻辑卷分配到指定层的阈值（最大容量）。 阈值是该层上可用总容量的 80%。 在此情况下，该层的所有分配请求会保持暂挂，直至分配情况下降至阈值以下为止。

  • 分配失败
    在某些情况下， Easy Tier 应用程序会确认卷分配请求，但后续系统状态更改要求 Easy Tier 应用程序将该请求作为卷分配失败返回。 可能的场景包括：
    • 由于列组添加、删除、削减或合并扩展池，导致层定义更改。
    • 已针对卷禁用 Easy Tier。

    分配失败将一直存在，直至您取消分配该卷为止。 但是，即使在分配失败状态下，该卷仍由 EasyTier 自动功能基于其热图进行管理。

    如果删除逻辑卷，那么 Easy Tier 应用程序会取消分配该卷，但不会将状态标识为分配失败。

    注: 对于 V 7 Release 4 ，分配失败与 Easy Tier Application for IBM® Z 的引入工作方式不同。 现在使用一个新的状态指示符“分配暂挂硬件状况”来描述以下状况。 如果稍后解决情况，那么会继续处理分配。
    Easy Tier 已禁用:
    分配将保持暂挂状态，您会收到“分配暂挂硬件状况”状态，而不是“分配失败”。 如果稍后激活 Easy Tier ，那么已落实的分配将自动继续。
    目标层变得不可用：
    您会收到“分配暂挂硬件状况”状态，且分配保持暂挂状态。 如果稍后将列组添加到目标层，已落实的分配会自动继续。
    层定义更改：
    物理层会被记住，层定义更改不会影响分配。
    在 V7.4 之前，对于上述的所有分配失败，即使稍后解决了情况，受影响的卷仍会保持在“分配失败”状态。 您需要发送取消分配请求以进行修复。 在 V7.4 中，您仍然可能会遇到由各种情况（目标层不存在；Easy Tier 管理功能关闭；超过 80% 的容量限制等）引起的分配失败，导致分配命令被拒绝。 然而，在修复情况和接受分配命令之后，影响分配活动的任何更改仅会产生“分配暂挂硬件状况”，而不是分配请求失败。

逻辑卷分配状态和请求信息会定期保存到本地存储器或对等服务器上的存储器。 如果在存储系统上发生中断或错误情况，那么会自动从持久存储器恢复此数据。

IBM Z 的 Easy Tier 应用程序

Easy Tier Application for IBM Z 在应用程序与存储器之间提供全面的数据放置管理策略支持。 通过此功能部件，您只需编写一次策略，然后便可以自动实施该策略。 利用数据使用情况和性能预期的有关提示，存储器会自动优化以提供更高的性能和效率。 同时，提示语义还会减轻应用程序在存储资源管理方面的负担。

池和卷级别的 Easy Tier 应用程序控制

池和卷级别的 Easy Tier 应用程序控制提供对工作负载学习和数据移动的更细粒度和更灵活的控制，以及提供卷级别的层限制，在此限制中，可以从 更低的性能 层或同时从 更高的性能 和 更低的性能 层中排除卷。

在此功能之前， Easy Tier 在系统级别提供了控制。 要防止或控制数据的放置，必须对整个 DS8000禁用并启用 Easy Tier。 灵活性受到限制。 例如，如果单个池或卷中存在性能问题，那么需要停止整个 DS8000 的 Easy Tier ，直到更正该问题为止。 停止会导致其他池或卷中的性能优势丢失。
注: 系统级别控制的优先级始终高于池级别和卷级别控制设置。 如果任何系统级别的控制设置（Easy Tier 监视；Easy Tier 管理）被更改，那么池和卷级别的控制设置将会重置。 Easy Tier 每五分钟会检测对系统级别控制设置的更改。
表 1中描述了如何在池级别和卷级别使用 Easy Tier 客户控制的几种方案。
表 1. 池和卷级别的 Easy Tier 客户控制方案
函数 场景
暂停/恢复 Easy Tier 学习 在池级别
  • 一家银行有月度和季度临时批处理工作负载，在此期间的工作负载不同于正常工作负载。 在临时批处理工作负载期间，Easy Tier 会移动数据以实现良好的性能。 但是，正常工作负载的数据配置可能不是最优，因此，当正常工作负载再次开始时，性能相对于先前有所降低。 在此情况下，您可以在开始临时批处理工作负载时通过持续时间设置暂挂池学习。 持续时间结束后，池学习会自动恢复，使控制变得更加容易。 或者，您可以手动恢复池学习。
  • 同样，您可以对其工作负载不同于正常工作负载的其他任务使用池级别的 Easy Tier 控制。 这样的一次性任务示例有从备份复原数据库、数据库加载和数据库重组。
在卷级别
  • 一个应用程序正在运行星期一至星期五工作负载，另一个应用程序正在运行星期六至星期日工作负载。 在第一个工作负载期间，应用程序获得了良好的性能，因为 Easy Tier 识别到它是热的，并将其提升到 最高层。 但在周末期间，第一个工作负载不再热， Easy Tier 可能会将另一个应用程序交换到 最高层。 在下一个星期一早晨，基于“星期一到星期五”工作负载的应用程序在性能方面可能会受到影响，因为 Easy Tier 需要时间来重新调整它的数据放置。 在此情况下，您可以在星期一至星期五以外的额外 48 小时的租赁时暂挂该应用程序的卷学习（保持热度）。 在下一个星期一早晨，学习会自动恢复并且性能稳定。
  • 在应用程序维护期间（如代码升级或备份），性能统计信息不反映实际的工作负载。 为避免填充学习数据，在此情况下，您可以在执行升级期间暂停学习，然后在完成升级后恢复学习。
重置 Easy Tier 学习 在池级别
  • 您要重新定义存储池中所有卷的使用。 池中卷的原始学习数据不再相关，但是您可以重新设置池中的 Easy Tier 学习，以便 Easy Tier 学习能够快速地对新工作负载做出反应。
    注: 在许多环境 (尤其是开放式系统) 中，池级别的学习重置不太常见，因为可能会混合使用应用程序和工作负载。 然而，对于池中的所有卷，这是有效的卷级别学习重置。
  • 另一个场景是在您传输工作负载时。 您选择一个目标池，并且该目标池的学习数据不再相关。 但是您可以重置池学习以使其快速地对新工作负载做出反应。
在卷级别
  • 当不再使用具有大量热数据的应用程序时，与该应用程序关联的卷的热度可能需要一些时间才能降下来，并阻止其他应用程序快速利用闪存驱动器。 在此情况下，您可以重置特定卷的学习历史记录，以便其他数据可以快速利用闪存驱动器。
  • 在数据库重组期间，该数据库会将热数据索引移动到另一个位置，以使原始数据位置的学习历史记录不再相关。 在此情况下，您可以重置学习。
  • 在部署新的应用程序时，您可以定义文件系统、迁移应用程序数据，以及在将新应用程序联机之前完成一些测试。 在部署期间学习数据会对正常的生产工作负载产生数据存储“噪声”。 要减小此噪声，您可以在应用程序进入联机状态之前重置此学习，以使 Easy Tier 可以对应用程序的存在迅速作出反应。
暂挂/恢复扩展数据块重新放置 在池级别
  • 在一个场景中，可能存在某个响应时间敏感时间段，在此期间您可能希望阻止任何数据移动以避免造成性能影响。 在此情况下，可以通过持续时间设置来暂挂池迁移。 在此持续时间结束后，池迁移会自动恢复，使控制变得更加容易。 您也可以手动恢复。
  • 在另一个场景中，池中可能存在性能问题，您可能希望对问题进行分析。 在分析期间，可以通过暂挂池的迁移以稳定存储器性能的方式来避免对存储器的影响。
在卷级别
不适用。
查询池级别和卷级别的 Easy Tier 控制状态 您可以查询池或卷的 Easy Tier 控制状态。
从 较低性能 层控件中排除 在池级别
不适用。
在卷级别
  • 如果存在您不希望将卷数据移动到 较低性能 层的应用程序，那么可以从 较低性能 层中排除该卷。
  • 在应用程序部署期间，在工作负载开始前，为该应用程序分配的卷可能处于空闲状态。 您可以将空闲卷排除在降级到 较低性能 层之外，以避免应用程序启动时出现性能问题。
  • 为了更有效地防止卷降级到 低性能 驱动器，可以从 低性能 层中排除该卷，以便仅将其分配给非低性能 层。