存儲性能對于企業級應用至關重要，在上一篇AnyVM 5.0的高性能技術解析的文章中，小編給大家分享了IO本地化技術。今天，要跟大家聊聊AnyVM 5.0的另外一個性能加速特性，IO合并技術。

近幾年閃存技術發展迅速，但是目前HDD仍然是使用最為廣泛的存儲介質。為平衡存儲性能、容量、成本這三個要素，目前很多存儲方案采用了SSD+HDD的混合存儲架構。在這種架構下，往往是SSD用于高速緩存，HDD用于數據存儲。

HDD帶來的性能瓶頸

眾所周知，當前的HDD使用的存儲介質是磁盤片，磁頭在盤片上移動進行磁道尋址，行為類似播放一張唱片，這種結構的特點是，順序訪問時吞吐量較高，但是如果一旦對盤片有隨機訪問，那么大量的時間都會浪費在磁頭的尋道上，極大的影響IO的響應速度。

傳統架構使用的是分層架構，存儲層通過存儲網絡為上層應用提供存儲服務。為了應對隨機IO直接寫入機械存儲介質帶來的性能問題，其選擇是為控制器配置高速閃存。這種方案在一定程度上提升了隨機IO性能，但由于擴展性的限制，傳統存儲無法在IO壓力不斷增長的趨勢下對緩存進行無限擴展，最終還是會出現性能瓶頸。  

超融合緩存機制面臨的挑戰

超融合基礎設施使用的是分布式存儲系統，解決了緩存資源擴展的問題。為避免隨機IO直接寫入機械磁盤，現在的超融合產品基本都采用了SSD用于高速緩存來應對。但是僅采用SSD作為緩存還是存在以下兩個問題：

• 面對混合型的數據，如果都先進入SSD緩存，小的隨機IO寫入可以提升效率，但大的順序IO怎么辦？

• 隨機IO優先緩存到了SSD，在達到SSD緩存閾值的情況下，如果前端仍在大量的快速寫入隨機IO，而SSD本身也會不斷將現有緩存數據刷入到機械硬盤中，但由于還是隨機IO寫入，下刷至機械硬盤的速度會慢于前端寫入速度。

AnyVM 5.0的IO合并技術

針對以上的兩個問題，AnyVM5.0的解決辦法是在IO調度中進行優化，運用IO合并技術，該技術實現主動將前端寫入分散的隨機小IO在SSD緩存分區中進行整合，合并成為大的IO后，最后再順充寫入HDD介質池，降低延時，提高寫入效率與整體IO的吞吐量，同時減輕存儲網絡壓力，最大可能為用戶提供高性能的存儲資源。

下面我們以兩副本為例，看下IO合并技術的運行機制。

①   當有小的隨機IO寫入請求時，數據通過A節點的CVM寫入到SSD Cache時，同時會通過節點B的CVM同步復制一份到其SSD Cache中，由于SSD Cache擁有很好的IO寫入能力，所有可以快速的返回寫入完成指令。

②   雖然寫入完成，但SSD Cache并不會馬上將該IO寫入操作進行落盤，而是會等待其它小的隨機IO寫入數據進行到SSD Cache中，通過對IO冷熱數據的智能分析，將冷數據聚合后成為大的IO后再順序寫入到HDD介質中， SSD Cache中的Journal會被清空，重新投入使用。

對于大的順序IO而言，則直接由CVM寫入底層HDD磁盤，不經過SSD緩存分區，這樣可以減少對緩存資源的消耗，進一步保障IO性能。

總的來說，通過對不同類型的IO請求進行區別處理，AnyVM 5.0能應對多種應用的不同讀寫要求，解決大量應用集中到同一個平臺后帶來的性能壓力，真正的實現性能的突破。

文章摘自愛數

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