dm-cache 与 bcache

在 LSFMM 2013 峰会上，Mike Snitzer, Kent Overstreet, Alasdair Kergon, 和 Darrick Wong 共同主持了一个讨论，内容是关于两个彼此独立的块设备层缓存方案 —— dm-cache 和 bcache。 
Snitzer 首先介绍了 3.9 kernel 引入的 dm-cache。这个方案使用率内核中的 device mapper 框架，实现了快速设备对慢速的“原始”设备的 writeback 或 writethrough 缓存。Snitzer 介绍到，dm-cache 的原理是使用 device mapper 核心，并在上面增加一个策略层。这个策略层“非常类似”一个插件接口，可以实现不同的策略。这些策略（以及缓存的内容）决定了缓存是否可以命中，是否需要进行数据迁移（在原始设备与缓存设备之间进行某个方向的数据移动）。目前已经实现了包括最近最少用（LRU）、最常使用（MFU）等策略，但目前只有缺省的“mq”策略合并到内核中了，以便减少起初需要测试到的策略数量。文件系统可以为策略提供 hints，比如某些块脏了，或是某些块已经被放弃了。这些信息有助于策略更好地决定块要存储到的位置。
之后，Overstreet 介绍了 bcache 的状态更新，后者已经在排队进入 3.10 了。他介绍到，bcache 已经有“很多用户”了，而且代码已经比较稳定了。他最近主要是在进行 bug fix。与 dm-cache 实现的的分级存储不同，按照 Overstreet 的介绍，bcache 更像一个传统的缓存。它可以用来存储任何 extents，甚至是是一个扇区，而 dm-cache 只能对整块数据进行缓存。
就在峰会开始前，Wong 给多个邮件列表（包括 dm-devel, linux-bcache, linux-kernel）发出过一封 email 来比较 bcache, dm-cache, 和 EnhanceIO。他分别编译了带有上述各个特性的内核，进行了一些测试。他发现，EnhanceIO 是最慢的，bcache 是它的 4-6 倍，而 dm-cache 更快，达到了 15 倍，不过 dm-cache 无法完成有些测试。所有比较都在一块普通硬盘上进行了相同的测试，有时，由于未知的原因，dm-cache 的表现或多或少的和硬盘完全一样。他指出，有些测试会导致 mkfs 创建的 inode table 倍缓存住，而通常这并不是一种有效的使用缓存的方法。Snitzer 表示，他曾试着去重现 Wong 的测试结果，但结果对 bcache 和 dm-cache 都得倒了更差的成绩。他说他希望和 Overstreet 一起去找出原因。而 Overstreet 则表示，不应该过多地看综合测试的成绩，这些测试是游泳的，但可能带有误导性。
Ric Wheeler 提问，Snitzer 是否“在真实工作负载下看到了实质性的性能提升”，Snitzer提到，在不同的 Git 标签之间进行切换就是 dm-cache 可以完胜的一个例子，不过他需要一些帮助来获得更贴近实际使用的负载。一个参会者问道，这些方案是否假设缓存设备总是存在。Snitzer 说，dm-cache 确实如此假设，但这是需要改进的地方。Overstreet 说， bcache 并不要求 cache 设备一直都在。因为 bcache 已经在实际产品中使用了，所以它有机会去碰到这些疑难场景，并可以处理这些缓存设备无法工作的情形。Snitzer 表示，dm-cache 确实还有很多事情要做。起初，它是进行 cache 和原始设备的并行 IO，但最终不得不回到顺序 IO。而且，对于流水线中有 NVM 设备的情况下，存储层次也是如此。因为 dm “到处都是分层”，dm-cache 刚好适合进行存储分层，不过 Overstreet 指出，bcache 也可以做到分级存储。这个讨论最终没有一个明确的结论，只是提到需要让两个方案的“真实世界”性能读数变得更好。同时也指出了，不同的测试者进行的测试得到的结论差异是巨大的，这也是真实世界的情况的一个写照。
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文章来源：http://blog.csdn.net/cybertan/article/details/9475767

Linux块设备加速缓存之bcache

什么是bcache
bcache是linux内核块层cache。它使用类似SSD来作为HDD硬盘的cache，从而起到加速作用。
HDD硬盘便宜并且空间更大，SSD速度快但更贵。如果能两者兼得，岂不快哉？bcache能做到。
bcache使用SSD作为其他块设备cache。类似ZFS的L2Arc，但bcache还增加了写回策略，并且是与文件系统无关的。bcache被设计成只需要最小的代价，无需配置就能在所有环境中工作。默认状态下bcache不缓存顺序IO，只缓存随机读写。bcache适用于桌面、服务器，高级存储阵列，甚至是嵌入式环境。
设计bcache目标是让被缓存设备与SSD一样快（包括缓存命中、缓存不命中、透写和回写）。现在还未达到初衷，特别是顺序写。同时测试结果表明离目标很接近，甚至有些情况下表现更好，例如随机写。
bcache是数据安全的。对于写回策略缓存来说，可靠性是非常重要的，出错就意味着丢失数据。bcache是用电池备份阵列控制器的替代选择，同时也要求bcache在异常掉电时也是数据安全的。对于写而言，必须在所有数据写到可靠介质之后才能向上层返回写成功，在异常掉电情况下，写不能是部分完成的。大量工作已经投入到这部分数据安全的工作中。
bcache性能设计目标是等同于SSD。最大程度上去最小化写放大，并避免随机写。bcache将随机写转换为顺序写，首先写到SSD，然后回写缓存使用SSD缓存大量的写，最后将写有序写到磁盘或者阵列上。对于RAID6阵列，随机写性能很差，还要花费不菲的价格购买带有电池保护的阵列控制器。现在有了bcache，你就可以直接使用linux自带的优秀软RAID，甚至可以在更廉价的硬件上获取更高的随机写性能。
特性
1、一个缓存设备可以作为多个设备的缓存，并且可以在设备运行时动态添加和删除缓存。
2、异常关机恢复，只有当写到磁盘后缓存才会确认写完成。
3、正确处理写阻塞和刷缓存
4、支持writethrough, writeback和writearound
5、检测并避开顺序IO（可配置关闭该选项）
6、当检测到SSD延迟超过配置边界值，减少到SSD流量（当一个SSD作为多个磁盘缓存时使用）
7、缓存不命中时预读（默认关闭）
8、高性能的writeback实现：脏数据都是排序后再回写。如果设置了writeback水位线，PD控制器会根据脏数据比例来平滑处理到后台writeback流量。
9、使用高效率了B+树，bcache随机读可以达到1M IOPS
10、稳定，已经有产品应用
性能
7/25/12 随机测试
在我的测试机上，我将SSD盘划分为两个相同大小的分区，一个分区用于测试SSD裸盘，另一个作为硬盘缓存。
bcache配置修改：cache_mode设置为writeback，writeback_percent设置为40。（如果writeback_percent不为0，bcache使用PD控制器根据缓存的脏数据块来平滑处理下发到磁盘的流量）。同时还关闭了拥塞阀值，因为当SSD延迟达到极限时，如果bcache切换到writethrough将会影响结果。
SSD盘为Intel 160G MLC SSD，也就是Intel SSDSA2M160。
FIO作为性能测试，测试脚本如下：
[global] randrepeat=1 ioengine=libaio bs=4k ba=4k size=8G direct=1 gtod_reduce=1 norandommap iodepth=64
FIO运行在SSD裸设备上，但对于这类性能测试软件来说应该没有影响。
裸SSD设备上随机写测试结果如下： 
root@utumno:~# fio ~/rw4krandwrite: (g=0): rw=randwrite, bs=4K-4K/4K-4K, ioengine=libaio, iodepth=64
fio 1.59
Starting 1 process
Jobs: 1 (f=1): [w] [100.0% done] [0K/49885K /s] [0 /12.2K iops] [eta 00m:00s]
randwrite: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=1770write: io=8192.3MB, bw=47666KB/s, iops=11916 , runt=175991mseccpu          : usr=4.33%, sys=14.28%, ctx=2071968, majf=0, minf=19IO depths    : 1=0.1%, 2=0.1%, 4=0.1%, 8=0.1%, 16=0.1%, 32=0.1%, >=64=100.0%submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.1%, >=64=0.0%issued r/w/d: total=0/2097215/0, short=0/0/0Run status group 0 (all jobs):WRITE: io=8192.3MB, aggrb=47666KB/s, minb=48810KB/s, maxb=48810KB/s, mint=175991msec, maxt=175991msecDisk stats (read/write):sdb: ios=69/2097888, merge=0/3569, ticks=0/11243992, in_queue=11245600, util=99.99%

添加了bcache： 
root@utumno:~# fio ~/rw4krandwrite: (g=0): rw=randwrite, bs=4K-4K/4K-4K, ioengine=libaio, iodepth=64
fio 1.59
Starting 1 process
Jobs: 1 (f=1): [w] [100.0% done] [0K/75776K /s] [0 /18.5K iops] [eta 00m:00s]
randwrite: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=1914write: io=8192.3MB, bw=83069KB/s, iops=20767 , runt=100987mseccpu          : usr=3.17%, sys=13.27%, ctx=456026, majf=0, minf=19IO depths    : 1=0.1%, 2=0.1%, 4=0.1%, 8=0.1%, 16=0.1%, 32=0.1%, >=64=100.0%submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.1%, >=64=0.0%issued r/w/d: total=0/2097215/0, short=0/0/0Run status group 0 (all jobs):WRITE: io=8192.3MB, aggrb=83068KB/s, minb=85062KB/s, maxb=85062KB/s, mint=100987msec, maxt=100987msecDisk stats (read/write):bcache0: ios=0/0, merge=0/0, ticks=0/0, in_queue=0, util=0.00%

添加了bcache之后IOPS为18.5K，裸SSD设备为12.2K。bcache表现更佳是因为bcache按顺序将写请求发送到SSD，但额外加入了更新索引的开销。bcache对随机写做了优化，bcache还从高IO深度（64）获益，因为在高IO深度的情况下就可以将多次下标更新合并为一次写请求。
高IO深度就代表着高系统负载，当IO深度下调时IOPS也出现变化：

IO depth of 32: bcache 20.3k iops, raw ssd 19.8k iops

IO depth of 16: bcache 16.7k iops, raw ssd 23.5k iops

IO depth of 8: bcache 8.7k iops, raw ssd 14.9k iops

IO depth of 4: bcache 8.9k iops, raw ssd 19.7k iops

SSD性能在不同IO深度时出现了波动。对于不同的写模型会有不同的结果，我们只关注两者的相对数值。
当测试随机4K写，IO深度为1时，bcache写次数是裸SSD设备的两倍：每一次写都需要再更新一次索引。
随机读

IO depth of 64: bcache 29.5k iops, raw ssd 25.4k iops

IO depth of 16: bcache 28.2k iops, raw ssd 27.6k iops

bcache略胜一筹，可能跟要读的数据相关。这里的结论是随机读时bcache与裸SSD读性能是相同的。
这里要注意的是，读4K随机写下去的数据，这样的测试模型对于bcache是不好的。这意味btree都是4K大小，btree将比通常时候大得多。在实际应用中，平均大小是100K。btree变大就意味着索引占用更大的内存空间，并且有一部分是在二级索引。根据个人经验这些开销在大型机器IOPS超过500K时才会有实际影响。
如果大家有其他的测试方法或者我的测试方法中有什么问题请通知邮件告诉我。
常见问题
关机、设备移除
系统关机时cache仍然是脏的，就是说后端磁盘的数据并不可靠。如果要保证后端磁盘数据是安全的，就需要手动移动cache或者将cache设置为writethrough模式。
自动挂载
bcache会自动匹配cache和后端设备。匹配过程与设备对系统可用的次序没有关系。
带bcache的根目录分区
为了让根分区能够使用bcache，需要添加rootdelay=3到启动参数，这样才能让udev规则在系统mount根文件系统之前运行。
已格式化过的磁盘或分区
如果一个分区或者磁盘设备启动时没有创建bcache，可能是因为超级块发生错误。为了让bcache能够正确检测到之前的设备，udev规则会首先检查是否符合bcache规则和blkid检查。udev规则检查设备超级块从而识别文件系统类型，如果该超级块不符合bcache文件系统类型那么就不会添加bcache。 
# cat /usr/lib/udev/rules.d/61-bcache.rules
....
# Backing devices: scan, symlink, register
IMPORT{program}="/sbin/blkid -o udev $tempnode"
# blkid and probe-bcache can disagree, in which case don't register
ENV{ID_FS_TYPE}=="?*", ENV{ID_FS_TYPE}!="bcache", GOTO="bcache_backing_end"
...# lsblk -o NAME,MAJ:MIN,RM,SIZE,TYPE,FSTYPE,MOUNTPOINT,UUID,PARTUUIDNAME        MAJ:MIN RM   SIZE TYPE FSTYPE MOUNTPOINT UUID                                 PARTUUID
sda           8:0    0 111.8G disk
├─sda1        8:1    0     3G part vfat   /esp       7E67-C0BB                            d39828e8-4880-4c85-9ec0-4255777aa35b
└─sda2        8:2    0 108.8G part ext2              93d22899-cd86-4815-b6d0-d72006201e75 baf812f4-9b80-42c4-b7ac-5ed0ed19be65
sdb           8:16   0 931.5G disk
└─sdb1        8:17   0 931.5G part ntfs              FAD2B75FD2B71EB7                     90c80e9d-f31a-41b4-9d4d-9b02029402b2
sdc           8:32   0   2.7T disk bcache            4bd63488-e1d7-4858-8c70-a35a5ba2c452
└─bcache1   254:1    0   2.7T disk btrfs             2ff19aaf-852e-4c58-9eee-3daecbc6a5a1
sdd           8:48   0   2.7T disk bcache            ce6de517-7538-45d6-b8c4-8546f13f76c1
└─bcache0   254:0    0   2.7T disk btrfs             2ff19aaf-852e-4c58-9eee-3daecbc6a5a1
sde           8:64   1  14.9G disk
└─sde1        8:65   1  14.9G part ext4   /          d07321b2-b67d-4daf-8022-f3307b605430 5d0a4d76-115f-4081-91ed-fb09aa2318d

在上面的例子中有一个分区之前是ext2文件系统。bcache将通过以下指令自动构建： 
# make-bcache -B /dev/sdc /dev/sdd -C /dev/sda2

因为设备/dev/sdc和/dev/sdd标识了bcache文件系统，因此会在系统启动时自动添加，而/dev/sda2则需要手动添加。在/dev/sda2偏移1024处仍残留有之前文件系统的超级块信息，而bcache信息是从4096偏移开始记录，修复的方法是： 
# dd if=/dev/zero count=1 bs=1024 seek=1 of=/dev/sda2

在系统重启之后所有磁盘被正确识别： 
# lsblk -o NAME,MAJ:MIN,RM,SIZE,TYPE,FSTYPE,MOUNTPOINT,UUID,PARTUUIDNAME        MAJ:MIN RM   SIZE TYPE FSTYPE MOUNTPOINT UUID                                 PARTUUID
sda           8:0    0 111.8G disk
├─sda1        8:1    0     3G part vfat   /esp       7E67-C0BB                            d39828e8-4880-4c85-9ec0-4255777aa35b
└─sda2        8:2    0 108.8G part bcache            93d22899-cd86-4815-b6d0-d72006201e75 baf812f4-9b80-42c4-b7ac-5ed0ed19be65├─bcache0 254:0    0   2.7T disk btrfs             2ff19aaf-852e-4c58-9eee-3daecbc6a5a1└─bcache1 254:1    0   2.7T disk btrfs             2ff19aaf-852e-4c58-9eee-3daecbc6a5a1
sdb           8:16   0 931.5G disk
└─sdb1        8:17   0 931.5G part ntfs              FAD2B75FD2B71EB7                     90c80e9d-f31a-41b4-9d4d-9b02029402b2
sdc           8:32   0   2.7T disk bcache            4bd63488-e1d7-4858-8c70-a35a5ba2c452
└─bcache1   254:1    0   2.7T disk btrfs             2ff19aaf-852e-4c58-9eee-3daecbc6a5a1
sdd           8:48   0   2.7T disk bcache            ce6de517-7538-45d6-b8c4-8546f13f76c1
└─bcache0   254:0    0   2.7T disk btrfs             2ff19aaf-852e-4c58-9eee-3daecbc6a5a1
sde           8:64   1  14.9G disk
└─sde1        8:65   1  14.9G part ext4   /          d07321b2-b67d-4daf-8022-f3307b605430 5d0a4d76-115f-4081-91ed-fb09aa2318dd

同样地，残留超级块还会引起类似的其他错误。
英文地址：http://bcache.evilpiepirate.org/

文章来源：http://blog.csdn.net/liumangxiong/article/details/17839797

Linux内核之bcache简介

bcache是按照SSD特性来设计的，只按擦除桶大小进行分配，使用btree和日志混合方法来跟踪缓存数据，缓存数据可以是桶上的任意一个扇区。bcache最大程度上减少了随机写的代价，它按顺序填充一个桶，重新使用时只需将桶设置为无效。

bcache支持写直达和回写策略。回写默认情况下是关闭的，可以在运行时改变。bcache还在最大程度上保护你的数据，在系统异常关机时数据仍然是可靠的。因为它被设计为只有在数据完全写回存储设备才确认写成功。
回写策略能够缓存绝大多数的写请求，然后再按照索引将脏数据按次序写回到后端存储设备。
SSD的特点就是随机IO速度很快，而对于大块顺序IO的提升却并不大。bcache会检测顺序IO并忽略；还会对每一个任务记录动态的平均IO大小，当平均IO大小超过截止值时该任务后面的IO将会被忽略，这样就可以透传备份或者大文件拷贝。
在flash上发现数据IO错误时，首先会尝试读以恢复数据或者将该缓存项置为无效。对于不可恢复的错误，例如元数据或脏数据，bcache将会自动关闭缓存。如果有脏数据在缓存中，这时会首先关闭回写策略然后再等待脏数据刷回。
从这里开始
首先需要安装bcache-tools，它提供了make-bcache工具。缓存设备和后端磁盘在使用前都需要先初始化：
[html] view plaincopy
  1. make-bcache -B /dev/sdb
  2. make-bcache -C /dev/sdc
make-bcache提供了同时初始化多个设备的功能，并自动绑定缓存设备和后端磁盘：
[html] view plaincopy
  1. make-bcache -B /dev/sda /dev/sdb -C /dev/sdc
bcache-tools现在已经包含了udev规则文件，bcache设备可以立即被内核感知。如果没有udev规则，需要手动注册设备：
[html] view plaincopy
  1. echo /dev/sdb > /sys/fs/bcache/register
  2. echo /dev/sdc > /sys/fs/bcache/register
注册了后端磁盘后，bcache设备会出现在/dev/目录下，现在就可以格式化然后使用了。bcache设备默认是透传模式，因此需要绑定缓存。
bcache显示如下：
[html] view plaincopy
  1. /dev/bcache<N>
还有（有udev规则文件时）：
[html] view plaincopy
  1. /dev/bcache/by-uuid/<uuid>
  2. /dev/bcache/by-label/<label>
如果要开始使用：
[html] view plaincopy
  1. mkfs.ext4 /dev/bcache0
  2. mount /dev/bcache0 /mnt
bcache的sysfs控制项在/sys/block/bcache<N>/bcache。
bcache设备是按集合来管理的，但目前一个集合只支持一个bcache设备，将来会支持多个设备、元数据和脏数据镜像。新cache设备显示为/sys/fs/bcache/<UUID>
cache绑定：
在缓存设备和后端设备都注册之后，还要将缓存设备绑定到后端设备从而使用缓存。绑定操作如下：
echo <CSET-UUID>  > /sys/block/bcache0/bcache/attach
这个操作只需要做一次就可以了。下一次系统重启时，只需要重新注册所有bcache设备。如果后端设备还有未定回的缓存数据，那么就不会创建/dev/bcache<N>，直到缓存设备回来，尤其在写回策略时特别重要。
如果需要在没有缓存设备的时候强制使用设备：
[html] view plaincopy
  1. echo 1 > /sys/block/sdb/bcache/running
注意这里参数是后端设备，而不是bcache设备，何况此时bcache设备还没有创建。如果是使用分区创建的bcache设备，例如sdb2对应的目录是/sys/block/sdb/sdb2/bcache。
在强制使用bcache设备后，缓存设备添加到系统，这个缓存设备的所有缓存数据将会设置为无效。缓存设备的脏数据是不会继续，因为这些脏数据将有可能使现在文件系统崩溃。
错误处理
bcache尝试处理IO错误而不影响正常操作，但如果错误数超过阀值（默认是0，可配置）会关闭缓存并切换到透传模式。
-如果是读错误则尝试直接从后端设备读
-如果是写直达写错误，将缓存对应数据块设置为无效
-去绑定时，刷回脏数据。脏数据写回失败目前是没有处理的。
性能相关问题
bcache有很多配置选项和可调参数。默认值适合于典型配置，如果想要更好性能则需要调整相关参数。
-写性能差
如果写性能不理想，那么建议调到写回策略
[html] view plaincopy
  1. #echo writeback > /sys/block/bcache0/cache_mode
-性能差，或者流量并没有缓存到SSD
默认情况下，bcache不会缓存顺序IO和大文件。
打开顺序IO缓存：
[html] view plaincopy
  1. #echo 0 > /sys/block/bcache0/bcache/sequential_cutoff
设置回默认值：
[html] view plaincopy
  1. #echo 4M > /sys/block/bcache0/bcache/sequential_cutoff
-流量小，缓存不命中
现实生活中，并不是所有SSD都能提供足够快的速度作为磁盘的缓存，特别一个SSD作为多块磁盘的缓存，或者顺序IO时。所以需要避免SSD成为系统瓶颈。
为了避免bcache设备因为SSD变慢，当延迟超过阀值时逐渐减少流量。需要关闭拥塞控制项：
[html] view plaincopy
  1. #echo 0 > /sys/fs/bcache/<cache set>/congested_read_threshold_us
  2. #echo 0 > /sys/fs/bcache/<cache set>/congested_write_threshold_us
对于读，默认值是2000us(2ms)，对于写是20000.
SYSFS - 后端设备
/sys/block/<bdev>/bcache, /sys/block/bcache*/bcache, /sys/fs/bcache/<cset-uuid>/bdev*
SYSFS - 缓存集合
/sys/fs/bcache/<cset-uuid>
SYSFS - 缓存设备
/sys/block/<cdev>/bcache
英文：Documentation/bcache.txt

文章来源：http://blog.csdn.net/liumangxiong/article/details/18090043

使用 LVM (基于dm-cache) 新的缓存特性

如果你有一台带有慢速硬盘和快速SSD的电脑，你想使用SSD作为快速持久缓存用来提升访问硬盘的速度。然而直到最近，你有三个选择：bcache和dm-cache都upstream，或者Flashcache/EnhanceIO。Flashcache不是upstream。dm-cache要求你首先坐下来，使用计算器计算块的偏移。bcache是三个选择中最全面的。

但是最近LVM已经增减了缓存的支持（构建在dm-cache之上），因此在理论上，你能让已存在的逻辑卷转换到已缓存的设备。

安装

为了在实践中了解是怎样工作的，我在以前的无盘虚拟群集中添加了3块硬盘。

在镜像配置中有两个2TB的WD硬盘。通过蓝色（冷）线连接。在左侧是三星EVO 250GB SSD，作为缓存的红色（热）盘。

另一个新闻：哦，现在品牌制造商的SSD是真的便宜！

lsblk输出如下,sda和sdb是WD硬盘，sdc是三星SSD:

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
# lsblkNAME                                     MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda                                        8:0    0   1.8T  0 disk  
└─sda1                                     8:1    0   1.8T  0 part  
  └─md127                                  9:127  0   1.8T  0 raid1 
sdb                                        8:16   0   1.8T  0 disk  
└─sdb1                                     8:17   0   1.8T  0 part  
  └─md127                                  9:127  0   1.8T  0 raid1 
sdc                                        8:32   0 232.9G  0 disk  
└─sdc1                                     8:33   0 232.9G  0 part

性能

在创建 缓存之前，先看看硬盘的速率如何.  以下数据包含了 ext4 和 LVM overhead (ie. 体现在文件系统里，并非块存储). 我还用了 O_DIRECT.

HDD writes: 114 MBytes/sec 
HDD reads: 138 MBytes/sec 
SSD writes: 157 MBytes/sec 
SSD reads: 197 MBytes/sec

这些数字并没有体现出SSDs的好处 — 就是随机访问硬盘时，性能没有什么区别.

Terminology

lvmcache(7) [没有什么能拷贝的地方] 文档指出了一些用到的术语:

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origin LV           OriginLV      large slow LV
cache data LV       CacheDataLV   small fast LV for cache pool data
cache metadata LV   CacheMetaLV   small fast LV for cache pool metadata
cache pool LV       CachePoolLV   CacheDataLV + CacheMetaLV
cache LV            CacheLV       OriginLV + CachePoolLV

创建 LVs

文档中很夸张的提到，移除错误的 LV 将会完全颠覆之前的 OriginLV, 为了测试这一特性我 在有几个镜像文件的慢速HDDs上创建了一个 OriginLV:

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# lvcreate -L 100G -n testoriginlv vg_guests
  Logical volume "testoriginlv" created
# mkfs -t ext4 /dev/vg_guests/testoriginlv

需要注意的是resizing cached LVs功能目前并未提供 (可能以后出来 — 现在只能先移除缓存，从新分配大小再重新创建缓存).

创建缓存层

从文件的角度来说,这并不明确,但是一切都必须在一个简单的卷组中. 也就是说，你必须创建一个既包括慢速和快速的磁盘卷组 - 它并不是简单工作。

因此，我的第一个步骤是扩大我现有的VG ，包括快盘：

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# vgextend vg_guests /dev/sdc1
  Volume group "vg_guests" successfully extended

我创建了快速的SSD两个LVs 。一个是CacheDataLV ，这就是缓存发生。另一个是用于存储被高速缓存在CacheDataLV的数据块的索引的CacheMetaLV 。该文件说， CacheMetaLV应该是千分之一的CacheDataLV的大小，但最少为8MB 。由于我的总可用空间快是232GB ，而我希望有一个1000:1的分裂，我大方的选择一个1GB的CacheMetaLV ， 229G的CacheDataLV ，而且会留下一些遗留下来的空间（我最终的分割结果是229:1 ） 。

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# lvcreate -L 1G -n lv_cache_meta vg_guests /dev/sdc1
  Logical volume "lv_cache_meta" created
# lvcreate -L 229G -n lv_cache vg_guests /dev/sdc1
  Logical volume "lv_cache" created
# lvs
  LV                     VG        Attr       LSize
  lv_cache               vg_guests -wi-a----- 229.00g
  lv_cache_meta          vg_guests -wi-a-----   1.00g
  testoriginlv           vg_guests -wi-a----- 100.00g
# pvs
  PV         VG        Fmt  Attr PSize   PFree  
  /dev/md127 vg_guests lvm2 a--    1.82t 932.89g
  /dev/sdc1  vg_guests lvm2 a--  232.88g   2.88g

(你会发现，我的缓存大于我的测试OriginLV ，但是这很好，因为一旦我已经制定了所有的陷阱，我真正的OriginLV将超过1 TB).

为什么要在PV上留下2.88GB的空间?我也不太清楚，只是第一次使用时，我并没有预留空间，结果执行 lvconvert命令后 [如下] 提示需要1GB的扩展空间。

把 CacheDataLV和CacheMetaLV 放到“缓存池”里 :

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# lvconvert --type cache-pool --poolmetadata vg_guests/lv_cache_meta vg_guests/lv_cache
  Logical volume "lvol0" created
  Converted vg_guests/lv_cache to cache pool.

接着把缓存池连到OriginLV来创建最终的缓存工程:

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# lvconvert --type cache --cachepool vg_guests/lv_cache vg_guests/testoriginlv
  vg_guests/testoriginlv is now cached.

结果

看起来还不错? 在使用缓存 LV后，得到的数据如下:

LV-cache writes: 114 MBytes/sec 
LV-cache reads: 138 MBytes/sec

和原来硬盘的结果一致.

还好没出什么岔子. MikeSnitzer说明了我的dd测试在dm-cache中无效的原因 Mike Snitzer gave me an explanation of why my test usingddisn’t a useful test of dm-cache.

接下来我会创建一些请求，然后看看他们的性能如何 (就是刚才我提到的问题).

英文原文：Using LVM’s new cache feature

文章来源：http://www.oschina.net/translate/using-lvms-new-cache-feature

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