Tudo que você queria saber sobre o
uso de discos em servidores
PostgreSQL e tinha vergonha de
perguntar
por Fábio Telles Rodriguez

Agenda
 Discos
 Controladoras
 Storage
 RAID
 Sistemas de Arquivo
 Particionamento
 Exemplos práticos

Discos
 SATA – Baixo desempenho
 SCSI – Substituído pelo SAS
 SAS – Armazenamento local
 Fibre Channel – Utilizado em storages
 SSD – Hot files!

Discos
Capacidade Latência Custo / Custo /
Tecnologia (GB) (µs) IOPS IOPS (USD) GB (USD)
Cloud Storage Ilimitado 60.000 20 0,015/GB 0,15 / mês
HDs de alta
capacidade 2.500 12.000 250 1,67 0,15
HDs de alto
desempenho 300 7.000 500 1,52 1,30
SSD (escrita) 64 300 5.000 0,20 13
SSD (leitura) 64 45 30.000 0,03 13
DRAM 8 0,005 500.000 0,001 52
Fonte: (Sun) Database performance tuning for SSD based storage

Solid State Disks
 RAM:
 Storages com memórias RAM conectadas por FC;
 Baterias alimentam discos que gravam conteúdo da
RAM em caso de falta de energia;
 600.000 IOPS !!!
 Flash:
 Uso de SLC Flash, algorítimos especiais e outras
técnicas para aumentar a vida útil e desempenho;
 100.000 IOPS !!!
 Flash + RAM

Controladoras ou melhor:
Host Bus Adapter (HBA)
 Discos locais:
 SATA, SAS, SCSI
 Número de discos suportados
 Buffer de leitura e Buffer de escrita
 Bateria interna X Bateria externa
 Suporte a RAID
 Storage:
 ISCSI, FC, Infiniband
 Uso de fabric
 Software p/ load balance e fail over

Storage
 Suporte a discos: SATA, SAS, SCSI, FC
 Suporte a vários tipos de RAID
 Suporte a diversas interfaces: Infiniband, FC, iSCSI
 Buffer gerenciável de 2GB a 256GB
 Baterias confiáveis
 Software para tuning, snapshot, gerencimento, etc
 Redundância de controladoras, discos, HBAs,
fontes, baterias, ventoinhas, etc;

RAID
Redundant Array of Independent Drives
 JBOD (just a bonch of disks)
 RAID 0 (strip)
 RAID 1 (mirror)
 RAID 2, RAID 3, RAID 4
 RAID 5 (paridade distribuída)
 RAID 6 (paridade dupla distribuída)
 RAID 10 (strip + mirror)

RAID
1 300 2x 1X Baixo
Discos: 4x 300GB (sem hot spare)
Tipo Espaço (GB) Leitura Gravação Risco
5 900 3x 1,5X Médio
6 600 2x 1,5X Baixo
10 600 2x 2x Baixo
Discos: 8x 300GB (sem hot spare)
Tipo Espaço (GB) Leitura Gravação Risco
5 2100 7x 3x Alto
6 1800 6x 3x Médio
10 1200 4x 4x Baixo

Sisemas de Arquivos
 Linux:
 EXT2, EXT3, EXT4, XFS, ReiserFS
 FreeBSD:
 UFS2
 Solaris:
 UFS2, ZFS
 Windows
 FAT, NTFS

Sistemas de Arquivos
 Desempenho:
 Testes c/ pgbench (em linux):
 $ pgbench ­i 1000 testedb
 $ pgbench ­c 100 ­T 3600
 EXT2 >> XFS > EXT4 > EXT3 > ReiserFS
 Segurança
 EXT4 = EXT3 = XFS > ReixerFS >> EXT2

Particionamento
 Porquê separar diferentes tipos de arquivos?
 Desempenho;
 Segurança;
 Facilidade de administração.
 Ambientes críticos e com boa mão de obra
dedicada: divisão agressiva;
 Ambiente não crítico com mão de obra ocasional:
agrupamento em poucas partições.

Particionamento
 SO: /boot, /var, /usr, /home, /tmp, /
 swap;
 Log de trasação: pg_xlog,
 mv /postgres/teste/pg_xlog/ /postgres
 ln -s /postgres/pg_xlog /postgres/teste/pg_xlog
 Aquivamento (postgresql.conf);
 archive_mode = on
 archive_command = 'cp "%p" /postgres/archive/"%f"'
 archive_timeout = 3600
 Logs de erro e monitoramento;
http://www.postgresql.org/docs/current/static/runtime­config­logging.html#RUNTIME­CONFIG­LOGGING­WHERE
 Backup local;

Particionamento
 Tablespaces temporário (postgresql.conf):
 temp_tablespaces = '/postgres/temp'
 Tablespaces por tipo ou uso (index, data, hist,
OLTP, BI, etc)
 mkdir /postgres/data /postgres/index /postgres/old /postgres/rh
 CREATE TABLESPACE data LOCATION '/postgres/data';
 CREATE TABLESPACE data LOCATION '/postgres/index';
 CREATE TABLESPACE data LOCATION '/postgres/old';
 CREATE TABLESPACE data OWNER 'hr' LOCATION '/postgres/index'
 SET default_tablespace = '/postgres'

Particionamento
 O que particionar, o que separar em discos / RAIDs
distintos?
 Depende de quantos discos, RAIDs você tem
disponível;
 Depende da mão­de­obra disponível;
 Depende do perfil da carga da aplicação;
 Depende do volume e tipo de dados da aplicação;

Exemplos práticos
Caso 1 - Ambiente
 Base de 50GB;
 Aplicação com 50 usuários, carga mista de OLTP e
relatórios;
 Sem DBA dedicado;
 Baixo poder de investimento;
 Ambiente não crítico;
 Discos: 2 discos SAS 300GB.

Exemplos práticos
Caso 1 - Sugestão
 RAID 1;
 /boot (100MB)
 / (40GB)
 /postgres (dados) (120GB)
 /backup (backup) (120GB)
 swap (4GB)

Exemplos práticos
Caso 2 - Ambiente
 Base de 10GB;
 Aplicação Web com milhares de acessos
simultâneos;
 Administrador de sistema monitora o PostgreSQL
com frequência;
 Disponibilidade e desempenho críticos;
 Discos: 5 discos SAS 300GB.

Exemplos práticos
Caso 2 - Sugestão
 1º RAID 1;
 /boot (100MB)
 / (50GB)
 /postgres/pg_xlog (20GB)
 /backup (backup) (200GB)
 swap (8GB)
 2º RAID 1 + Hot Spare
 /postgres/data (300GB)

Exemplos práticos
Caso 3 - Ambiente
 ERP c/ 250 GB:
 OLTP c/ 500 usuários simultâneos;
 Relatórios pesados de fechamento mensal;
 Cargas em lote diárias;
 DBA + Sysadmin;
 Disponibilidade + perda de dados + desempenho
críticos;
 Discos: 12 discos SAS 300GB.

Exemplos práticos
Caso 3 - Sugestão
 RAID 1 + hot spare / 15Krpm:
 /boot (100MB);
 / (20GB);
 /var (20GB);
 /postgres/pg_xlog (50GB)
 swap (8GB)

Exemplos práticos
Caso 3 – Sugestão (continuação)
 RAID 10 c/ 4 discos (10Krpm):
 /postgres/archive (200GB);
 /postgres/backup (400GB);
 RAID 4 c/ 4 discos + hot spare / 15Krpm:
 /postgres/data (600GB);

Exemplos práticos
Caso 4 – Ambiente
 OLAP + Data Mining (1TB)
 Cargas pesadas à noite;
 Poucos usuários realizando consultas complexas;
 Desempenho crítico;
 DBA e Sysadmin c/ nível sênior;
 3 discos locais: SAS 300GB 10Krpm
 12 discos em storage: FC 146GB 15Krpm
 6 discos em storage: SAS 300GB 10Krpm

Exemplos práticos
Caso 4 – Sugestão
 RAID 1 + Hot Spare ­ local
 /boot (100MB)
 / (50GB)
 /var (50GB)
 /postgresql/pg_xlog (200GB) – EXT3 c/ noatime
 swap (16GB)

Exemplos práticos
Caso 4 – Sugestão (continuação)
 RAID 5 c/ 5 discos SAS 10Krpm + hot spare:
 /postgresql/data/old (800GB) – XFS
 /postgresql/archive (400GB) – EXT3 c/ noatime +
writeback
 RAID 0 c/ 3 discos FC 15Krpm ­ Storage:
 /postgresql/data/temp (226GB) – EXT2
 RAID 10 c/ 8 discos FC15Krpm + hot spare:
 /postgresql/data/new (568 GB) – XFS c/ noatime

Obrigado!
 Perguntas, Sugestões e cervejas!
 Contatos:
 telles@timbira.com.br
 gtalk/msn/mail: fabio.telles@gmail.com
 Skype: fabio_telles
 http://www.midstorm.org.br