More documentation

This commit is contained in:
Vitaliy Filippov
2025-12-05 02:20:31 +03:00
parent a5768a8ef6
commit 1e6e233426
13 changed files with 152 additions and 59 deletions
+6 -2
View File
@@ -26,11 +26,15 @@ Vitastor поддерживает QEMU-драйвер, протоколы UBLK,
## Презентации и записи докладов
- KuberConf'2025: [видео](https://vitastor.io/presentation/kuberconf.webm)
- Highload'2025: [видео](https://vitastor.io/presentation/hl2025/hl2025.webm),
[на youtube](https://www.youtube.com/watch?v=0R8MLjFtz7g), презентация
([на русском](https://vitastor.io/presentation/hl2025/), [на английском](https://vitastor.io/presentation/hl2025/en.html))
- Highload'2022: презентация ([на русском](https://vitastor.io/presentation/highload/highload.html)),
[видео](https://vitastor.io/presentation/highload/talk.webm)
- DevOpsConf'2021: презентация ([на русском](https://vitastor.io/presentation/devopsconf/devopsconf.html),
[на английском](https://vitastor.io/presentation/devopsconf/devopsconf_en.html)),
[видео](https://vitastor.io/presentation/devopsconf/talk.webm)
- Highload'2022: презентация ([на русском](https://vitastor.io/presentation/highload/highload.html)),
[видео](https://vitastor.io/presentation/highload/talk.webm)
## Документация
+6 -2
View File
@@ -26,11 +26,15 @@ Read more details in the documentation. You can start from here: [Quick Start](d
## Talks and presentations
- KuberConf'2025: [video](https://vitastor.io/presentation/kuberconf.webm)
- Highload'2025: [video](https://vitastor.io/presentation/hl2025/hl2025.webm),
[youtube](https://www.youtube.com/watch?v=0R8MLjFtz7g), presentation
([in Russian](https://vitastor.io/presentation/hl2025/), [in English](https://vitastor.io/presentation/hl2025/en.html))
- Highload'2022: presentation ([in Russian](https://vitastor.io/presentation/highload/highload.html)),
[video](https://vitastor.io/presentation/highload/talk.webm)
- DevOpsConf'2021: presentation ([in Russian](https://vitastor.io/presentation/devopsconf/devopsconf.html),
[in English](https://vitastor.io/presentation/devopsconf/devopsconf_en.html)),
[video](https://vitastor.io/presentation/devopsconf/talk.webm)
- Highload'2022: presentation ([in Russian](https://vitastor.io/presentation/highload/highload.html)),
[video](https://vitastor.io/presentation/highload/talk.webm)
## Documentation
+9 -1
View File
@@ -676,12 +676,20 @@ Retry interval for failed PG lock attempts.
Maximum data device atomic write size allowed for OSD to use.
Only affects the new metadata store ([meta_format](layout-osd.en.md#meta_format)=3).
Atomic writes allow to reduce the Write Amplification factor with the new store
([meta_format](layout-osd.en.md#meta_format)=3) to almost 1 (i.e. almost no extra writes)
with replicated pools and reach the best possible write performance.
Default value is auto-detected during OSD initialization from
`/sys/block/xx/queue/atomic_write_max_bytes` or assumed to be 4096 bytes
because all known disks support 4 KB atomic writes.
You can also check if your NVMe drives support atomic writes by running
the command `nvme id-ctrl /dev/nvme0n1 | grep awupf`. If the reported value,
plus 1, multiplied by the currently selected block size of the NVMe,
is more than 4 KB, then the new store can utilize it for better performance.
The only drives known to support it currently are [Micron and Kioxia](../intro/quickstart.en.md).
Atomic writes allow to skip double data writes in replicated pools, thus
reducing Write Amplification and improving write performance up to 2 times.
+11 -1
View File
@@ -709,12 +709,22 @@ pg_minsize OSD во время переключений, что может по
Максимальный размер атомарной записи на диск данных, который OSD разрешено использовать.
Затрагивает только новое хранилище ([meta_format](layout-osd.ru.md#meta_format)=3).
Поддержка атомарной записи позволяет снизить мультипликатор записи (Write Amplification)
на диск с новым хранилищем ([meta_format](layout-osd.ru.md#meta_format)=3)
практически до 1 (то есть, почти до нулевого объёма лишней записи) в реплицированных
пулах и достигнуть наилучшей возможной производительности записи.
Значение по умолчанию авто-определяется во время инициализации OSD из
`/sys/block/xx/queue/atomic_write_max_bytes` либо принимается равным 4096,
так как все известные диски поддерживают атомарную запись 4 КБ блоков.
Вы также можете проверить, поддерживают ли ваши NVMe-диски атомарную запись,
с помощью команды `nvme id-ctrl /dev/nvme0n1 | grep awupf`. Если значение awupf
плюс 1, умноженное на текущий выбранный размер блока NVMe-диска, больше 4 КБ,
то новое хранилище может использовать атомарные записи для достижения лучшей
производительности. Единственные известные диски, которые поддерживают это сейчас -
[Micron и Kioxia](../intro/quickstart.ru.md).
Атомарная запись позволяет не использовать двойную запись данных (в журнал и на
устройство данных) в реплицированных пулах и таким образом снижает амплификацию
записи (объём служебной записи на диск) и улучшает производительность записи
+20 -2
View File
@@ -807,23 +807,41 @@
info: |
Maximum data device atomic write size allowed for OSD to use.
Only affects the new metadata store ([meta_format](layout-osd.en.md#meta_format)=3).
Atomic writes allow to reduce the Write Amplification factor with the new store
([meta_format](layout-osd.en.md#meta_format)=3) to almost 1 (i.e. almost no extra writes)
with replicated pools and reach the best possible write performance.
Default value is auto-detected during OSD initialization from
`/sys/block/xx/queue/atomic_write_max_bytes` or assumed to be 4096 bytes
because all known disks support 4 KB atomic writes.
You can also check if your NVMe drives support atomic writes by running
the command `nvme id-ctrl /dev/nvme0n1 | grep awupf`. If the reported value,
plus 1, multiplied by the currently selected block size of the NVMe,
is more than 4 KB, then the new store can utilize it for better performance.
The only drives known to support it currently are [Micron and Kioxia](../intro/quickstart.en.md).
Atomic writes allow to skip double data writes in replicated pools, thus
reducing Write Amplification and improving write performance up to 2 times.
info_ru: |
Максимальный размер атомарной записи на диск данных, который OSD разрешено использовать.
Затрагивает только новое хранилище ([meta_format](layout-osd.ru.md#meta_format)=3).
Поддержка атомарной записи позволяет снизить мультипликатор записи (Write Amplification)
на диск с новым хранилищем ([meta_format](layout-osd.ru.md#meta_format)=3)
практически до 1 (то есть, почти до нулевого объёма лишней записи) в реплицированных
пулах и достигнуть наилучшей возможной производительности записи.
Значение по умолчанию авто-определяется во время инициализации OSD из
`/sys/block/xx/queue/atomic_write_max_bytes` либо принимается равным 4096,
так как все известные диски поддерживают атомарную запись 4 КБ блоков.
Вы также можете проверить, поддерживают ли ваши NVMe-диски атомарную запись,
с помощью команды `nvme id-ctrl /dev/nvme0n1 | grep awupf`. Если значение awupf
плюс 1, умноженное на текущий выбранный размер блока NVMe-диска, больше 4 КБ,
то новое хранилище может использовать атомарные записи для достижения лучшей
производительности. Единственные известные диски, которые поддерживают это сейчас -
[Micron и Kioxia](../intro/quickstart.ru.md).
Атомарная запись позволяет не использовать двойную запись данных (в журнал и на
устройство данных) в реплицированных пулах и таким образом снижает амплификацию
записи (объём служебной записи на диск) и улучшает производительность записи
+2
View File
@@ -14,6 +14,8 @@
- Basic part: highly-available block storage with symmetric clustering and no SPOF
- [Performance](../performance/bench2.en.md) ;-D
- [NVMe atomic write support](../config/osd.en.md#atomic_write_size) for reducing the amount
of "extra" disk writes to almost zero (Write Amplification = 1)
- [Multiple redundancy schemes](../config/pool.en.md#scheme): Replication, XOR n+1, Reed-Solomon erasure codes
based on jerasure and ISA-L libraries with any number of data and parity drives in a group
- Configuration via simple JSON data structures in etcd (parameters, pools and images)
+2
View File
@@ -14,6 +14,8 @@
- Базовая часть - надёжное кластерное блочное хранилище без единой точки отказа
- [Производительность](../performance/bench2.ru.md) ;-D
- [Поддержка атомарной записи NVMe](../config/osd.ru.md#atomic_write_size) для снижения объёма
служебной записи практически до нуля (Write Amplification = 1)
- [Несколько схем отказоустойчивости](../config/pool.ru.md#scheme): репликация, XOR n+1 (1 диск чётности), коды коррекции ошибок
Рида-Соломона на основе библиотек jerasure и ISA-L с любым числом дисков данных и чётности в группе
- Конфигурация через простые человекочитаемые JSON-структуры в etcd
+9 -6
View File
@@ -18,9 +18,10 @@
## Preparation
- Get some SATA or NVMe SSDs with capacitors (server-grade drives). You can use desktop SSDs
with lazy fsync, but prepare for inferior single-thread latency. Read more about capacitors
[here](../config/layout-cluster.en.md#immediate_commit).
- Get some SATA or NVMe SSDs with capacitors (server-grade drives). The best performance
is achieved with Micron or Kioxia NVMes with atomic write support (see below). You can use desktop
SSDs with lazy fsync, but prepare for inferior single-thread latency. Read more about
capacitors [here](../config/layout-cluster.en.md#immediate_commit).
- If you want to use HDDs, get modern HDDs with Media Cache or SSD Cache: HGST Ultrastar,
Toshiba MG, Seagate EXOS or something similar. If your drives don't have such cache then
you also need small SSDs for journal and metadata (even 2 GB per 1 TB of HDD space is enough).
@@ -30,9 +31,11 @@
## Recommended drives
- SATA SSD: Micron 5100/5200/5300/5400, Samsung PM863/PM883/PM893, Intel D3-S4510/4520/4610/4620, Kingston DC500M
- NVMe: Micron 9100/9200/9300/9400, Micron 7300/7450, Samsung PM983/PM9A3, Samsung PM1723/1735/1743,
Intel DC-P3700/P4500/P4600, Intel D5-P4320/P5530, Intel D7-P5500/P5600, Intel Optane, Kingston DC1000B/DC1500M
- NVMe with atomic write support (ideal!): Micron 7450/7500/7550, Kioxia CD6/CD7/CD8/CD9
- Other NVMe: Micron 9100/9200/9300/9400/9550, Micron 7300, Samsung PM983/PM9A3, Samsung PM1723/1735/1743,
Intel DC-P3700/P4500/P4600, Intel/Solidigm D5-P4320/P5530, Intel/Solidigm D7-P5500/P5600, Solidigm D7-PS1010/PS1030/P5810,
Intel Optane, Kingston DC1000B/DC1500M, Kioxia CD6/CD7/CD8/CD9
- SATA SSD: Micron 5100/5200/5300/5400, Samsung PM863/PM883/PM893, Intel/Solidigm D3-S4510/4520/4610/4620, Kingston DC500M
- HDD: HGST Ultrastar, Toshiba MG, Seagate EXOS
## Configure monitors
+8 -5
View File
@@ -18,8 +18,9 @@
## Подготовка
- Возьмите серверы с SSD (SATA или NVMe), желательно с конденсаторами (серверные SSD). Можно
использовать и десктопные SSD, включив режим отложенного fsync, но производительность будет хуже.
- Возьмите серверы с SSD (SATA или NVMe), желательно с конденсаторами (серверные SSD). Наилучшая
производительность достигается на дисках Micron и Kioxia с поддержкой атомарной записи (см. ниже).
Можно использовать и десктопные SSD, включив режим отложенного fsync, но производительность будет хуже.
О конденсаторах читайте [здесь](../config/layout-cluster.ru.md#immediate_commit).
- Если хотите использовать HDD, берите современные модели с Media или SSD кэшем - HGST Ultrastar,
Toshiba MG, Seagate EXOS или что-то похожее. Если такого кэша у ваших дисков нет,
@@ -30,9 +31,11 @@
## Рекомендуемые диски
- SATA SSD: Micron 5100/5200/5300/5400, Samsung PM863/PM883/PM893, Intel D3-S4510/4520/4610/4620, Kingston DC500M
- NVMe: Micron 9100/9200/9300/9400, Micron 7300/7450, Samsung PM983/PM9A3, Samsung PM1723/1735/1743,
Intel DC-P3700/P4500/P4600, Intel D5-P4320/P5530, Intel D7-P5500/P5600, Intel Optane, Kingston DC1000B/DC1500M
- NVMe с поддержкой атомарной записи (идеально!): Micron 7450/7500/7550, Kioxia CD6/CD7/CD8/CD9
- Другие NVMe: Micron 9100/9200/9300/9400/9550, Micron 7300, Samsung PM983/PM9A3, Samsung PM1723/1735/1743,
Intel DC-P3700/P4500/P4600, Intel/Solidigm D5-P4320/P5530, Intel/Solidigm D7-P5500/P5600, Solidigm D7-PS1010/PS1030/P5810,
Intel Optane, Kingston DC1000B/DC1500M, Kioxia CD6/CD7/CD8/CD9
- SATA SSD: Micron 5100/5200/5300/5400, Samsung PM863/PM883/PM893, Intel/Solidigm D3-S4510/4520/4610/4620, Kingston DC500M
- HDD: HGST Ultrastar, Toshiba MG, Seagate EXOS
## Настройте мониторы
+28 -20
View File
@@ -14,7 +14,7 @@ Replicated setups:
- Linear read: `min(total network bandwidth, sum(disk read MB/s))`.
- Linear write: `min(total network bandwidth, sum(disk write MB/s / number of replicas))`.
- Saturated parallel read iops: `min(total network bandwidth, sum(disk read iops))`.
- Saturated parallel write iops: `min(total network bandwidth / number of replicas, sum(disk write iops / number of replicas / (write amplification = 4)))`.
- Saturated parallel write iops: `min(total network bandwidth / number of replicas, sum(disk write iops / number of replicas / write amplification))`.
EC/XOR setups (EC N+K):
- Single-threaded (T1Q1) read latency: 1.5 network roundtrips + 1 disk read.
@@ -26,28 +26,36 @@ EC/XOR setups (EC N+K):
- Linear read: `min(total network bandwidth, sum(disk read MB/s))`.
- Linear write: `min(total network bandwidth, sum(disk write MB/s * N/(N+K)))`.
- Saturated parallel read iops: `min(total network bandwidth, sum(disk read iops))`.
- Saturated parallel write iops: roughly `total iops / (N+K) / WA`. More exactly,
`min(total network bandwidth * N/(N+K), sum(disk randrw iops / (N*4 + K*5 + 1)))` with
random read/write mix corresponding to `(N-1)/(N*4 + K*5 + 1)*100 % reads`.
- For example, with EC 2+1 it is: `(7% randrw iops) / 14`.
- With EC 6+3 it is: `(12.5% randrw iops) / 40`.
- Saturated parallel write iops: roughly `total iops / (N+K) / WA`. More exactly:
- With the new store: `min(total network bandwidth * N/(N+K), sum(disk randrw iops / (2 + N-1 + K*2)))`,
with random read/write mix corresponding to `(N-1)/(2 + N-1 + K*2)*100 % reads`.
- For example, with EC 2+1 it is: `(20% randrw iops) / 5`.
- With EC 6+3 it is: `(38% randrw iops) / 13`.
- With the old store: `min(total network bandwidth * N/(N+K), sum(disk randrw iops / (3 + N-1 + K*3)))`,
with random read/write mix corresponding to `(N-1)/(3 + N-1 + K*3)*100 % reads`.
- For example, with EC 2+1 it is: `(14% randrw iops) / 7`.
- With EC 6+3 it is: `(30% randrw iops) / 17`.
Write amplification for 4 KB blocks is usually 3-5 in Vitastor:
1. Journal block write
2. Journal data write
3. Metadata block write
4. Another journal block write for EC/XOR setups
5. Data block write
Write Amplification factor:
- For the new store and for 4 KB writes: WA is always 1 unless you set [atomic_write_size](../config/osd.en.md#atomic_write_size) to 0 manually.
- For the new store and for 8-124 KB writes: WA is 1 if you use NVMe drives with atomic write support, or roughly 2 if you use other drives.
- For the old store, WA is roughly `(2 * write size + 4 KB) / (write size)`. So, for 4 KB writes it's 3, and for 8-124 KB writes it's closer to 2.
- For both the new and the old store and for writes of [block_size](../config/layout-cluster.en.md#block_size): WA is almost 1.
If you manage to get an SSD which handles 512 byte blocks well (Optane?) you may
lower 1, 3 and 4 to 512 bytes (1/8 of data size) and get WA as low as 2.375.
Write Amplification consists of:
- For the new store:
- Buffer block write if non-atomic
- Data block write
- Metadata write(s) (amortized)
- For the old store:
- Journal block write (amortized)
- Journal data write
- Metadata block write
- Another journal block write for EC/XOR setups (amortized)
- Data block write
Implemented NVDIMM support can basically eliminate WA at all - all extra writes will
go to DRAM memory. But this requires a test cluster with NVDIMM - please contact me
if you want to provide me with such cluster for tests.
Lazy fsync also reduces WA for parallel workloads because journal blocks are only
written when they fill up or fsync is requested.
Other possibilities to reduce WA would be to use SSDs with internal 512-byte blocks
or NVDIMM, but both options seem unavailable on the market at the moment.
## In Practice
+27 -20
View File
@@ -27,29 +27,36 @@
- Линейное чтение: сумма МБ/с чтения всех дисков, либо общая производительность сети, если в сеть упрётся раньше.
- Линейная запись: сумма МБ/с записи всех дисков * N/(N+K), либо производительность сети * N / (N+K), если в сеть упрётся раньше.
- Параллельное случайное мелкое чтение: сумма IOPS чтения всех дисков либо производительность сети, если в сеть упрётся раньше.
- Параллельная случайная мелкая запись: грубо `(сумма IOPS / (N+K) / WA)`. Если точнее, то:
сумма смешанного IOPS всех дисков при `(N-1)/(N*4 + K*5 + 1)*100 %` чтения, делённая на `(N*4 + K*5 + 1)`.
Либо, производительность сети * N/(N+K), если в сеть упрётся раньше.
- Например, при EC 2+1 это: `(сумма IOPS при 7% чтения) / 14`.
- При EC 6+3 это: `(сумма IOPS при 12.5% чтения) / 40`.
- Параллельная случайная мелкая запись: грубо `(сумма IOPS / (N+K) / WA)`.
Либо `производительность сети * N/(N+K)`, если в сеть упрётся раньше. Если точнее, то:
- С новым хранилищем: сумма смешанного IOPS всех дисков при `(N-1)/(2 + N-1 + K*2)*100 %` чтения, делённая на `(2 + N-1 + K*2)`.
- Например, при EC 2+1 это: `(сумма IOPS при 20% чтения) / 5`.
- При EC 6+3 это: `(сумма IOPS при 38% чтения) / 13`.
- Со старым хранилищем: сумма смешанного IOPS всех дисков при `(N-1)/(3 + N-1 + K*3)*100 %` чтения, делённая на `(3 + N-1 + K*3)`.
- Например, при EC 2+1 это: `(сумма IOPS при 14% чтения) / 7`.
- При EC 6+3 это: `(сумма IOPS при 30% чтения) / 17`.
WA (мультипликатор записи) для 4 КБ блоков в Vitastor обычно составляет 3-5:
1. Запись метаданных в журнал
2. Запись блока данных в журнал
3. Запись метаданных в БД
4. Ещё одна запись метаданных в журнал при использовании EC
5. Запись блока данных на диск данных
WA (Write Amplification, мультипликатор записи):
- С новым хранилищем для 4 КБ записи: WA всегда примерно 1, если только вы не установите [atomic_write_size](../config/osd.ru.md#atomic_write_size) вручную в 0.
- С новым хранилищем и большими записями (8-124 КБ): WA примерно 1, если вы используете NVMe-диски с поддержкой атомарной записи,
или примерно 2, если вы используете другие диски.
- Со старым хранилищем, WA примерно `(2 * размер записи + 4 КБ) / (размер записи)`. То есть, для 4 КБ записи WA=3, а для 8-124 КБ WA ближе к 2.
- И с новым, и со старым хранилищем и для записи размером [block_size](../config/layout-cluster.ru.md#block_size): WA примерно равен 1.
Если вы найдёте SSD, хорошо работающий с 512-байтными блоками данных (Optane?),
то 1, 3 и 4 можно снизить до 512 байт (1/8 от размера данных) и получить WA всего 2.375.
Мультипликатор записи состоит из:
- С новым хранилищем:
- Запись блока буфера, если диски без поддержки атомарной записи
- Запись блока данных
- Запись(-и) блоков метаданных (амортизированные)
- Со старым хранилищем:
- Запись блока журнала (амортизированная)
- Запись данных в журнал
- Запись блока метаданных
- Ещё одна запись блока журнала для EC/XOR пулов (амортизированная)
- Запись блока данных
Если реализовать поддержку NVDIMM, то WA можно, условно говоря, ликвидировать вообще - все
дополнительные операции записи смогут обслуживаться DRAM памятью. Но для этого необходим
тестовый кластер с NVDIMM - пишите, если готовы предоставить такой для тестов.
Кроме того, WA снижается при использовании отложенного/ленивого сброса при параллельной
нагрузке, т.к. блоки журнала записываются на диск только когда они заполняются или явным
образом запрашивается fsync.
Другими потенциальными возможностями снижения WA могли бы быть SSD с внутренним 512-байтным блоком
либо NVDIMM, но и то, и другое сейчас выглядит недоступным на рынке.
## На практике
+12
View File
@@ -231,6 +231,18 @@ Upgrading from <= 0.5.x to >= 0.6.x is not supported.
Downgrade are also allowed freely, except the following specific instructions:
### 3.x -> 2.x
Versions 3.0.0 and newer contain two store implementations - an old one and a new
one, unsupported in 2.x and previous versions. So you should check your OSD store
versions before downgrading to 2.x with the following command:
`vitastor-disk read-sb /dev/vitastor/osdXX-data | jq -r .meta_format`
If it prints 3 then OSD uses the new store and you can't downgrade it to 2.x.
If it prints 2 or nothing then OSD uses the old store and the downgrade is allowed.
### 1.8.0 to 1.7.1
Before downgrading from version >= 1.8.0 to version <= 1.7.1
+12
View File
@@ -228,6 +228,18 @@ done
Откат (понижение версии) тоже свободно разрешён, кроме указанных ниже случаев:
### 3.x -> 2.x
Версии 3.0.0 и более новые содержат две реализации хранилища - старую и новую, не
поддерживаемую в 2.x и предыдущих версиях. Таким образом, перед откатом на 2.x вам
следует проверить, какая версия хранилища используется вашими OSD - командой:
`vitastor-disk read-sb /dev/vitastor/osdXX-data | jq -r .meta_format`
Если выводится 3, это новое хранилище и откатить такой OSD до 2.x нельзя.
Если выводится 2 или не выводится ничего, это старое хранилище и откат разрешён.
### 1.8.0 -> 1.7.1
Перед понижением версии с >= 1.8.0 до <= 1.7.1 вы должны скопировать ключ