快速I / O zhyperlink
表现

通过Z / OS开发的ZHYPERLINK和DB2闪电快速I / O.

随着数据库的大小和交易量的增加,许多DB2事务倾向于在数据库读取和日志写入I / O中花费大量的等待时间。介绍了Zhyperlink以帮助降低B2事务延迟。 Zhyperlink是一个新的短距离大型机链路技术,直接在CPU和I / O设备之间连接。

它旨在用于访问磁盘缓存的低I / O延迟。本文介绍了Zhyperlink技术以及DB2应用程序如何利用Zhyperlink以降低事务延迟。

Zhyperlinks和要求

Zhyperlink旨在通过在IBM Z14或Z14 ZR1中央处理器复合(CPC)和DS8880系列的I / O托架之间通过光纤电缆和ZHYPERLINK适配器来减少I / O延迟,通过光纤电缆和ZHYPERLINK适配器在图1.下面。 Zhyperlink连接仅限于150米(492英尺)的距离,类似于CF直接链接。就像这种写作一样,Zhyperlink由VSAM和DB2用于Z / OS。

Zhyperlink I / O有多快?使用高性能FICON(ZHPF)的标准I / O处理需要每个读取I / O操作到磁盘缓存100到200微秒。我们已经观察到Zhyperlink读取I / OS快到每4K I / O操作的17到22微秒。 Zhyperlink的启用需要硬件和软件更新。

硬件要求是:

  • Z14或Z14 SR1与PCIe I / O抽屉中安装的Zhyperlink Express适配器
  • DS8880 Zhyperlink适配器
  • DS8880带I / O湾平面板和固件级别8.3或更高版本
  • 24X MTP-MTP电缆(带有多光纤终端推出的24-纤维电缆(MTP)连接器。)

软件要求是:

  • Z / OS 2.1和所需Z / OS(IOS,RMF和DFSMS)维护
  • 对于DB2利用ZHYPERLINK READ,DB2 11对于Z / OS和DB2 12的Z / OS(功能级别100及以上),具有维护
  • 对于DB2开发ZHYPERLINK WRITE,DB2 12用于Z / OS(FL100及以上)的维护

图1. Zhyperlink高级配置

Zhyperlink和同步I / O.

在开发阶段,Zhyperlinks内部被称为“SYNC I / O”。这困惑了我们,DB2开发团队,我想澄清“同步I / O手段。标准同步I / O:传统上,DB2调用随机数据库I / O作为“同步I / O”,因为I / O操作与发出SQL呼叫的DB2应用程序同步。一旦DB2请求“同步I / O”到Z / OS,在等待I / O完成并重新分派时,应用程序将暂停。在会计类中,等待时间被计算为数据库同步I / O Time(QWacaWTI)。如果您安装了PI92652,则I / O中断过程的CPU时间被占DBM1地址空间I / O中断时间。

Zhyperlink同步I / O:与传统的Sync I / O不同,Zhyperlink I / O操作与CPU处理同步。当执行同步I / O时,CPU“SPINS”直到I / O完成,或者达到超时值。 Zhyperlink可以显着减少完成I / O所需的时间,因为标准I / O的主要处理,如调度,中断处理,CPU队列时间和CPU缓存重新加载活动不再需要。同时,Zhyperlink读取I / O时间被包含为DB2类CPU时间的一部分(SQL处理时间)。这类似于同步耦合设施请求,例如GBP读取,其中CF访问的CF Access的CF Access被收取给第2类CPU时间。我们将在后面的部分内覆盖CPU时间考虑和观察。
上段解释了为什么Zhyperlink由z / OS称为“同步I / O”。事实上,更新的RMF报告了Zhyperlink技术在新的“同步I / O设备活动”部分中执行的DASD设备活动。

这是您参考的示例RMF报告:

图2.示例RMF同步I / O设备活动报告

参考部分中的IBM Rebook包含有关Zhyperlink规范和要求的更多详细信息。

DB2 Zhyperlink的开发

z / OS的DB2利用请求同步I / O的Zhyperlink技术,这是:

  1. 数据库随机阅读
  2. 主动日志力写入DB2暂停事务,例如在提交处理期间

引入了一个新的DB2系统参数,Zhyperlink,以控制DB2子系统级别的Zhyperlink启用。除了DB2子系统级别之外,还有多个控件来启用Zhyperlinks。

  • LPAR水平控制:
    Zhyperlink语句在Ieciosxx成员在Sys1.Parmlib中或,
    z / OS命令setios zhyperlink,oper = {all |阅读|写|无}
  • 存储类级别控制:
    必须使用集成存储管理设施(ISMF)启用DB2数据集的SMS存储类。请注意,默认设置为不使用zhyperlink。
  • DB2子系统参数:Zhyperlink
    禁用:DB2不使用zhyperlink和默认值
    启用:DB2为所有符合条件的I / O进行Zhyperlink(数据库读取和活动日志写)
    数据库:DB2仅针对数据库同步读取请求Zhyperlink。请注意,Zhyperlink读取I / O目前限于使用4K CIS设置的页面集。
    ActiveLog:DB2请求Zhyperlink仅用于活动日志写入

DB2数据库通过Zhyperlinks同步读取

DB2 11和12在数据库同步读取请求上利用Zhyperlink读取功能。从本撰写中,Zhyperlink技术限于使用4K CI的数据集的I / O操作。由于Z / OS限制,目前不支持使用8K,16K和32K的页面设置。

另一个重要的考虑因素是,只有在磁盘控制单元高速缓存中找到的数据都有资格获得zhyperlink读取I / O.由于Zhyperlink读取的益处是降低I / O延迟,具有大量同步的DB2应用程序读取表或索引是Zhyperlink开发的好候选者。但是,并非所有磁盘读取请求都会在缓存中找到页面。当系统参数zhyperlink被设置为数据库或启用时,DB2通过DFSMS Media Manager为符合条件的4K随机读取请求Zhyperlink I / O.当Zhyperlink可用并且数据在磁盘缓存中找到数据时,DB2对Zhyperlink I / O的请求将是成功的。如果数据不在缓存中,则DFSMS Media Manager将请求转换为标准FICON I / O请求和暂停请求者(DB2应用程序)。

要估算Zhyperlink的好处,可以了解磁盘缓存命中率非常重要。 DB2和DFSMS添加了附加仪器以指示缓存命中。

DB2线程级别信息:DB2计费类3:此新字段指示磁盘缓存(Qwacwcd)中的数据库同步I / O.

数据集级别信息:SMF 42录制类型6:

Zhyperlink的DB2表现读取

在以下环境下执行Zhyperlink读取的性能测量:

  • DB2 12 FL501,Z / OS 2.2具有必要的维护
  • Z14 M05-3907-7E7和Z14 ZR1连接到DS8886
  • 经纪在线交易工作负载(约800GB数据库大小)
  • 该事务被执行为来自Zlinux客户端的本机SQLPL应用程序,每秒大约4000项交易
  • 没有额外的背景重型查询工作负载
  • Most of the measurements were done with >95% disk cache hit rate

以下图表(图3)显示了相同工作负载的平均事务,其中一个具有Zhyperlink读取的启用,一个带有高性能ficon的标准I / O.缓冲池的总大小设置为10GB,每次事务平均28个随机读取I / O。

由于Sync I / O等待时间随着Zhyperlink显着减少,因此总经过时间减少到一半。

图3.使用10GB BPOOL经过时间的平均交易

图4显示了高性能FICON和Zhyperlinks之间的类似测量比较。与先前测量的差异是缓冲池的总大小设置为70GB,每个事务平均随机I / O的数量为7.5。

同样,由于同步I / O等待时间的减少,随着Zhyperlink的时间经过的交易时间减少了23%。福利小于案例(10GB缓冲区池),因为由于更多缓冲池的缓冲池为较少的缓冲池而少了同步I / O.

图4.使用70GB BPOOL经过时间的平均交易

除了同步I / O的数量之外,Zhyperlink的改进程度高度取决于缓存命中的随机I / O的数量。如果磁盘缓存命中率小于75-80%,我们不建议使用Zhyperlink。

图5说明了DB2找到数据的位置,从顶部表示最快的位置。当DB2访问数据时,最快的方法是访问内存中的数据。一个很好的例子是内存中的索引(或 快速遍历块参考)DB2在DB2 12中引入。如果页面不在缓冲池外部的内存中,则下一个最佳位置是在DB2缓冲池中定位它们以避免I / O操作。然后,Zhyperlink技术接下来,它可以比磁盘缓存的标准I / O显着更快。如果数据不在磁盘缓存中,则需要执行磁盘访问(SSD或HDD)。底线是,我们的建议投资记忆来优化性能没有改变。

但是,如果您需要要求改进或缩放I / O绑定事务而不增加内存脚印,则Zhyperlink读取支持可以帮助。

图5. DB2数据库访问

下周,我们将首先查看Zhyperlink的CPU成本读取...

Akiko Hoshikawa.
分享这篇文章: 在脸书上分享
Facebook
0在Twitter上推文
推特
分享LinkedIn.
linkedin
向某人发送电子邮件
电子邮件

这篇文章有2条评论

  1. pingback: 通过Z / OS开发的ZHYPERLINK和DB2闪电快速I / O.第2部分 - 行星大型机

  2. 头像
    格尔森 回复

    Excelente材料!!

发表评论

您的电子邮件地址不会被公开。 必需的地方已做标记 *