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

Amazon FSx for NetApp ONTAP のパフォーマンス

以下では、Amazon FSx for NetApp ONTAP ファイルシステムのパフォーマンスの概要を示し、利用可能なパフォーマンスオプションとスループットオプションを説明して、役に立つパフォーマンスのヒントを以下に示します。

概要

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) ストレージを使用した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に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、複数の GB / 秒 のスループットと数十万の 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 の特定の量は、アクティブなワーキングセットのサイズを含むワークロードの性質とともに、ファイルシステムのスループット容量とストレージ容量の設定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、[Configuring SMB Multichannel for performance and redundancy] (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 の両方が 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 経由での複数のネットワークフローの使用、または、SMB マルチチャネルがこの制限を克服します。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。nconnect の NetApp ONTAP のサポートの詳細については、[ONTAP support for NFSv4.1] (ONTAP NFSv4.1 のサポート) 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細に理解するために、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背後には、NetApp ONTAP ファイルサーバがあり、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供給しています。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

アーキテクチャコンポーネント (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) に対応して、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は 2 つあります。SSD IOPS の量と、それに設定するスループット容量です。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) はスループット容量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) はスループット容量と 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。

デプロイタイプがパフォーマンスに与える影響

FSx for ONTAP マルチ AZ とシングル AZ ファイルシステムは、SSD ストレージを使用し、数十ミリ秒のレイテンシーで、一貫したサブミリ秒のファイルオペレーションレイテンシーを実現します。1 つのファイルシステムで、読み取りスループットは最大 2GB/s、IOPS は最大数十万までスケールアップすることができます。マルチ AZ ファイルシステムでは、書き込みスループットを最大 1 GB/s までスケールアップでき、シングル AZ ファイルシステムでは、書き込みスループットを最大 750MB/s までスケールアップできます。また、マルチ AZ ファイルシステムは、NVMe 読み取りキャッシュを提供して、頻繁に読み込まれるデータの読み取りレイテンシーを減らし、IOPS を増やします。

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。

アーキテクチャコンポーネント (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) に対応して、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。

  • ファイルシステムに選択したスループット容量に基づいて、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 1 TiB あたり MB / 秒): 768

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

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。

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容量があります。スループット容量は、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しているファイルサーバーが、ネットワーク経由でファイルデータにアクセスするクライアントに提供できる速度を決定します。スループット容量が高くなると、ファイルサーバ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 (マルチ AZ ファイルシステム用) が増え、ファイルサーバ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。

次の表に、スループット容量の完全な仕様と、ベースライン、バーストレベル、およびファイルサーバでのキャッシュのメモリ量を示します。

FSx スループット容量 (MBps) ネットワークスループット容量 (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) (マルチ AZ ファイルシステムのみ) 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

32 600 512 600 18,750
1,024 1,500 64 1200 1,024

40,000
2,048 3,125

128 2400 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容量

次の例は、ストレージ容量とスループット容量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 のスループット容量で設定された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 (スループット容量表を参照)

  • 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 512 MBps のベースラインと 600 MBps のバーストスループットを駆動できます。