Amazon FSx for NetApp ONTAP のパフォーマンス - FSx for ONTAP

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Amazon FSx for NetApp ONTAP のパフォーマンス

以下は、Amazon FSx for NetApp ONTAP ファイルシステムのパフォーマンスの概要と、使用可能なパフォーマンスとスループットのオプション、および有用なパフォーマンスのヒントを示しています。

FSx for ONTAP ファイルシステムのパフォーマンスの測定方法

ファイルシステムのパフォーマンスは、レイテンシー、スループット、1 秒あたりの I / O オペレーション (IOPS) によって測定されます。

レイテンシー

Amazon FSx for NetApp ONTAP は、ソリッドステートドライブ (SSD) ストレージでサブミリ秒のファイルオペレーションのレイテンシーを提供し、容量プールストレージでは数十ミリ秒のレイテンシーを提供します。さらに、Amazon FSx では、各ファイルサーバーに、NVMe (non-volatile memory express) ドライブとインメモリの 2 レイヤーのリードキャッシュがあり、最も頻繁に読み取られるデータにアクセスする場合のレイテンシーがさらに低くなります。

スループットと IOPS

各 Amazon FSx ファイルシステムは、最大、数十 GB/秒 のスループットと数百万の IOPS を提供します。ファイルシステム上でワークロードが駆動できるスループットと IOPS の具体的な量は、ファイルシステムの合計スループットキャパシティとストレージ容量の設定、およびワークロードの性質 (アクティブなワーキングセットのサイズなど) によって異なります。

SMB マルチチャネルおよび NFS nconnect のサポート

Amazon FSx では、単一の SMB セッションで ONTAP とクライアント間に複数の接続を提供するように SMB マルチチャネルを設定できます。SMB マルチチャネルは、クライアントとサーバ間の複数のネットワーク接続を同時に使用して、ネットワーク帯域幅を集約し、最大限の利用率を実現します。 NetApp ONTAP CLI を使用して SMB マルチチャネルを設定する方法については、「パフォーマンスと冗長性のための SMB マルチチャネルの設定」を参照してください。

NFS クライアントは、nconnect マウントオプションを使用して、単一の NFS マウントに関連付けられた複数の TCP 接続 (最大 16) を持つことができます。このような NFS クライアントは、ラウンドロビン方式でファイル操作を複数の TCP 接続に多重化するため、使用可能なネットワーク帯域幅から高いスループットが得られます。NFSv3 と NFSv4.1+ は nconnect をサポートします。「Amazon EC2 instance network bandwidth」(Amazon EC2 インスタンスのネットワーク帯域幅) に、ネットワークフローあたりの全二重 5 Gbps の帯域幅制限を示します。nconnect または SMB マルチチャネルで複数のネットワークフローを使用することにより、この制限を克服できます。クライアントバージョンで nconnect がサポートされているかどうかを確認するには、NFS クライアントのドキュメントを参照してください。の NetApp ONTAP サポートの詳細についてはnconnect「NFSv4.1 の ONTAP サポート」を参照してください。

パフォーマンスの詳細

Amazon FSx for NetApp ONTAP のパフォーマンスモデルを詳しく理解するには、Amazon FSx ファイルシステムのアーキテクチャコンポーネントを調べることができます。AWS またはオンプレミスで存在しているかどうかに関わらず、クライアントコンピューティングインスタンスは 1 つまたは複数の Elastic Network Interface (ENI) を使用してファイルシステムにアクセスします。ネットワークインターフェイスは、ファイルシステムに関連付ける Amazon VPC に存在します。各ファイルシステムの ENI の背後には、ネットワーク経由でファイルシステムにアクセスするクライアントにデータを提供する NetApp ONTAP ファイルサーバーがあります。Amazon FSx は、各ファイルサーバーで高速なインメモリキャッシュと NVMe キャッシュを提供し、最も頻繁にアクセスされるデータのパフォーマンスを向上させます。各ファイルサーバには、ファイルシステムデータをホストする SSD ディスクが添付されます。

これらのコンポーネントを次の図表で説明します。


      FSx for ONTAP アーキテクチャ

ネットワークインターフェイス、インメモリキャッシュ、NVMe キャッシュ、ストレージボリュームなどのアーキテクチャコンポーネントに対応するのが、全体的なスループットと IOPS パフォーマンスを決定する Amazon FSx for NetApp ONTAP ファイルシステムの主なパフォーマンス特性です。

  • ネットワーク I / O パフォーマンス:クライアントとファイルサーバー間のリクエストのスループット / IOPS (集計)

  • ファイルサーバー上のインメモリおよび NVMe キャッシュサイズ: キャッシュに対応できるアクティブなワーキングセットのサイズ

  • ディスク I / O パフォーマンス:ファイルサーバーとストレージディスク間のリクエストのスループット / IOPS

ファイルシステムのパフォーマンス特性を決定する要因として、SSD IOPS の合計量と、それに設定するスループットキャパシティの 2 つがあります。最初の 2 つのパフォーマンス特性 (ネットワーク I/O パフォーマンス、インメモリ、NVMe キャッシュサイズ) はスループットキャパシティによってのみ決定され、3 番目のパフォーマンス特性 (ディスク I / O パフォーマンス) はスループットキャパシティと SSD IOPS の組み合わせによって決まります。

ファイルベースのワークロードは通常、スパイクであり、バースト間のアイドル時間が長い I / O が短く、強烈な期間によって特徴付けられます。スパイクの多いワークロードをサポートするために、ファイルシステムが 24 時間年中無休で維持できるベースライン速度に加えて、Amazon FSx は、ネットワーク I / O とディスク I / O の両方のオペレーションで一定期間より高速にバーストする機能を提供します。Amazon FSx は、ネットワーク I / O クレジットメカニズムを使用して、平均使用率に基づいてスループットと IOPS を割り当てます。ファイルシステムでは、スループットと IOPS 使用率がベースライン制限を下回るとクレジットが計上され、I / O 操作の実行時にこれらのクレジットを使用できます。

書き込み操作は、読み取り操作の 2 倍のネットワーク帯域幅を使用します。書き込み操作はセカンダリファイルサーバー上でレプリケートされる必要があるため、1 回の書き込み操作で 2 倍のネットワークスループットが発生します。

デプロイタイプがパフォーマンスに与える影響

FSx for ONTAP では、2 種類のファイルシステムを作成できます。ファイルサーバーの高可用性 (HA) ペアが 1 つだけのファイルシステムは、スケールアップファイルシステムと呼ばれます。HA ペアが複数のファイルシステムは、スケールアウトファイルシステムと呼ばれます。詳細については、「」を参照してください。

FSx for ONTAP マルチ AZ とシングル AZ ファイルシステムでは、一貫してサブミリ秒のレイテンシーで SSD ストレージ内のファイル操作を可能にし、さらに容量プールストレージ内のデータには数十ミリ秒のレイテンシーでアクセスできます。さらに、次の要件を満たすファイルシステムは、読み取り遅延を低減し、頻繁に読み取りされるデータの IOPS を向上させる次のような NVMe 読み取りキャッシュを提供します:

  • マルチ AZ ファイルシステム

  • 2022 年 11 月 28 日以降に作成された、スループットキャパシティが少なくとも 2 GBps のシングル AZ スケールアップファイルシステム

次の表は、高可用性 (HA) ペアの数や AWS リージョン 可用性などの要因に応じてスケールアップできる、ファイルシステムのスループットキャパシティを示しています。

Scale-up

これらの性能仕様は、スケールアップファイルシステムに適用されます。

スケールアップファイルシステムの HA ペアあたりの SSD ストレージの最大スループット
米国東部 (オハイオ) リージョン、米国東部 (バージニア北部) リージョン、米国西部 (オレゴン) リージョン、欧州 (アイルランド) FSx for ONTAP を使用できる他のすべての AWS リージョン

読み込みスループット (MBps)

書き込みスループット (MBps)

読み込みスループット (MBps)

書き込みスループット (MBps)

シングル AZ

4,096* 1,000 2,048 750

マルチ AZ

4,096* 1,800 2,048 1,300
注記

* 4 GBps のスループットキャパシティをプロビジョニングするには、ファイルシステムに最低 5,120 GiB の SSD ストレージ容量と 160,000 の SSD IOPS を設定する必要があります。

Scale-out

これらの性能仕様は、スケールアウトファイルシステムに適用されます。

スケールアウトファイルシステムの HA ペアあたりの SSD ストレージの最大スループット

読み込みスループット (MBps)

書き込みスループット (MBps)

シングル AZ スケールアウト

6,144* 1,100
注記

* HA ペアあたり (最大 6 つ)。詳細については、「」を参照してください。

ストレージ容量のパフォーマンスへの影響

ファイルシステムが達成できる最大ディスクスループットと IOPS レベルは、次のうち低くなります。

  • ファイルシステム用に選択したスループットキャパシティに基づく、ファイルサーバーによって提供されるディスクパフォーマンスレベル

  • ファイルシステム用にプロビジョニングした SSD IOPS の数によって提供されるディスクパフォーマンスレベル

デフォルトでは、ファイルシステムの SSD ストレージは、次のレベルのディスクスループットと IOPS を提供します。

  • ディスクスループット (ストレージの TiB あたりの MBps): 768

  • ディスク IOPS (ストレージの TiB あたりの IOPS): 3,072

スループット容量がパフォーマンスに与える影響

すべての Amazon FSx ファイルシステムには、ファイルシステムの作成時に設定するスループットキャパシティがあります。ファイルシステムのスループットキャパシティによって、ネットワーク I/O パフォーマンスのレベル、つまりファイルシステムをホストする各ファイルサーバーが、ファイルシステムにアクセスするクライアントにネットワーク経由でファイルデータを提供できる速度が決まります。スループットキャパシティが高くなると、各ファイルサーバーでデータをキャッシュするためのメモリと不揮発性メモリエクスプレス (NVMe) ストレージが増え、各ファイルサーバーでサポートされるディスク I/O パフォーマンスが向上します。

オプションで、ファイルシステムを作成するときに、より高いレベルの SSD IOPS をプロビジョニングできます。ファイルシステムが達成できる SSD IOPS の最大レベルは、追加の SSD IOPS をプロビジョニングする場合でも、ファイルシステムのスループットキャパシティによって決定されます。

次の表に、スループットキャパシティの完全な仕様と、ベースライン、バーストレベル、および対応する AWS リージョン のファイルサーバでのキャッシュのメモリ量を示します。

Single-AZ (scale-up)

これらの性能仕様は、指定した AWS リージョン で 2022 年 11 月 28 日以降に作成されたシングル AZ スケールアップファイルシステムに適用されます。

米国東部 (バージニア北部)、米国東部 (オハイオ)、米国西部 (オレゴン)、および欧州 (アイルランド) の AWS リージョン におけるファイルシステムの性能仕様
FSx スループットキャパシティ (MBps) ネットワークスループットキャパシティ (MBps) ネットワーク IOPS インメモリキャッシュ (GB) NVMe 読み取りキャッシュ (GB) ディスクスループット (MBps) SSD ドライブ IOPS *

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

128 188 1,500

数万、ベースライン

16 128 1,250 6,000

40,000

256 375 1,500 32 256 1,250 12,000

40,000

512 750 1,500

数十万、ベースライン

64 512 1,250 20,000 40,000
1,024 1,500 128 1,024 1,250 40,000
2,048 3,125

256 1,900 2,048

80,000
4,096 6,250

512 5,400 4,096

160,000
注記

* SSD IOPS は、ファイルサーバーのインメモリキャッシュまたは NVMe キャッシュにキャッシュされていないデータにアクセスするときにのみ使用されます。

これらの性能仕様は、FSx for ONTAP が利用可能な他のすべての AWS リージョン におけるシングル AZ スケールアップファイルシステムに適用されます。

FSx for ONTAP が利用可能な他のすべての AWS リージョン におけるファイルシステムの性能仕様
FSx スループットキャパシティ (MBps) ネットワークスループットキャパシティ (MBps) ネットワーク IOPS インメモリキャッシュ (GB) ディスクスループット (MBps) SSD ドライブ IOPS *

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

128 150 1,250

数万、ベースライン

16 128 600 6,000

18,750

256 300 1,250 32 256 600 12,000

18,750

512 625 1,250

数十万、ベースライン

64 512 600 18,750
1,024 1,500 128 1,024

40,000
2,048 3,125

256 2,048

80,000
注記

* SSD IOPS は、ファイルサーバーのインメモリキャッシュまたは NVMe キャッシュにキャッシュされていないデータにアクセスするときにのみ使用されます。

Single-AZ (scale-out)

これらの性能仕様は、2023 年 11 月 27 日以降に作成されたスケールアウトファイルシステムに適用されます。

スケールアウトファイルシステムの性能仕様
FSx スループットキャパシティ (MBps) ネットワークスループットキャパシティ (MBps) ネットワーク IOPS インメモリキャッシュ (GB) ディスクスループット (MBps) SSD ドライブ IOPS *

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

3,072** 6,250

数十万、ベースライン

128 3,072

100,000
6,144** 12,500

256 6,144

200,000
注記

* SSD IOPS は、ファイルサーバーのインメモリキャッシュまたは NVMe キャッシュにキャッシュされていないデータにアクセスするときにのみ使用されます。

** HA ペアあたり (最大 6 つ)。詳細については、「」を参照してください。

Multi-AZ (scale-up)

これらの性能仕様は、指定した AWS リージョン で 2022 年 11 月 28 日以降に作成されたマルチ AZ スケールアップファイルシステムに適用されます。

米国東部 (バージニア北部)、米国東部 (オハイオ)、米国西部 (オレゴン)、および欧州 (アイルランド) の AWS リージョン におけるファイルシステムの性能仕様
FSx スループットキャパシティ (MBps) ネットワークスループットキャパシティ (MBps) ネットワーク IOPS インメモリキャッシュ (GB) NVMe キャッシュ (GB) ディスクスループット (MBps) SSD ドライブ IOPS *

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

128 188 1,500

数万、ベースライン

16 238 128 1,250 6,000

40,000

256 375 1,500 32 475 256 1,250 12,000

40,000

512 750 1,500

数十万、ベースライン

64 950 512 1,250 20,000 40,000
1,024 1,500 128 1,900 1,024

1,250

40,000
2,048 3,125

256 3,800 2,048

80,000
4,096 6,250

512 7,600 4,096

160,000
注記

* SSD IOPS は、ファイルサーバーのインメモリキャッシュまたは NVMe キャッシュにキャッシュされていないデータにアクセスするときにのみ使用されます。

これらの性能仕様は、FSx for ONTAP が利用可能な他のすべての AWS リージョン におけるマルチ AZ スケールアップファイルシステムに適用されます。

FSx for ONTAP が利用可能な他のすべての AWS リージョン におけるファイルシステムの性能仕様
FSx スループットキャパシティ (MBps) ネットワークスループットキャパシティ (MBps) ネットワーク IOPS インメモリキャッシュ (GB) NVMe キャッシュ (GB) ディスクスループット (MBps) SSD ドライブ IOPS *

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

[Baseline] (ベースライン)

[Burst] (バースト)

128 150 1,250

数万、ベースライン

16 150 128 600 6,000

18,750

256 300 1,250 32 300 256 600 12,000

18,750

512 625 1,250

数十万、ベースライン

64 600 512 600 18,750
1,024 1,500 128 1,200 1,024

40,000
2,048 3,125

256 2,400 2,048

80,000
注記

* SSD IOPS は、ファイルサーバーのインメモリキャッシュまたは NVMe キャッシュにキャッシュされていないデータにアクセスするときにのみ使用されます。

例: ストレージ容量とスループットキャパシティ

次の例は、ストレージ容量とスループットキャパシティがファイルシステムのパフォーマンスに与える影響を示しています。

2 TiB の SSD ストレージ容量と 512 MBps のスループットキャパシティで設定されたスケールアップファイルシステムには、次のスループットレベルがあります。

  • ネットワークスループット - 625 MBps のベースラインと 1,250 MBps バースト (スループットキャパシティ表を参照)

  • ディスクスループット - 512 MBps のベースラインと 600 MBps のバーストです。

したがって、ファイルシステムにアクセスするワークロードは、ファイルサーバーのインメモリキャッシュおよび NVMe キャッシュにキャッシュされたアクティブにアクセスされたデータに対して実行されるファイルオペレーションに対して、最大 625 MBps のベースラインと 1,250 MBps のバーストスループットを駆動できます。