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FSx for Windows File Server のパフォーマンス
FSx for Windows File Server には、さまざまなパフォーマンスニーズを満たすファイルシステム設定オプションが用意されています。Amazon FSx 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設定オプションと便利なパフォーマンスのヒントについて説明します。
トピック
ファイルシステムのパフォーマンス
Windows File Server FSxの各ファイルシステムは、クライアントが通信する Windows ファイルサーバーと、ファイルサーバーにアタッチされた一連のストレージボリュームまたはディスクで構成されます。各ファイルサーバは、高速のインメモリキャッシュを使用して、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。
次の図は、 for FSx Windows File Server ファイルシステムからデータにアクセスする方法を示しています。
クライアントがインメモリキャッシュに保存されているデータにアクセスすると、そのデータはネットワーク I/O として要求元のクライアントに直接提供されます。ファイルサーバーは、データをディスクから読み取ったりディスクに書き込んだりする必要はありません。このデータアクセスのパフォーマンスは、ネットワーク I/O の上限とインメモリキャッシュのサイズによって決まります。
クライアントがキャッシュにないデータにアクセスすると、ファイルサーバーはそのデータをディスク I/O としてディスクから読み取ったり、ディスクに書き込んだりします。その後、データはネットワーク I/O としてファイルサーバーからクライアントに提供されます。このデータアクセスのパフォーマンスは、ネットワーク I/O の上限とディスク I/O の上限によって決まります。
ネットワーク I/O のパフォーマンスとファイルサーバーのインメモリキャッシュは、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まります。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ストレージ構成の組み合わせによって決まります。ファイルシステムが達成できるディスクスループットとディスクIOPSレベルで構成される最大ディスク I/O パフォーマンスは、次のいずれか低い方です。
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 I/O パフォーマンスレベル。
ストレージ設定によって提供されるディスク I/O パフォーマンスレベル (ファイルシステム用に選択したストレージ容量、ストレージタイプ、SSDIOPSレベル）。
パフォーマンスに関するその他の考慮事項
ファイルシステムのパフォーマンスは通常、レイテンシー、スループット、および 1 秒あたりの I/O オペレーション () によって測定されますIOPS。
レイテンシー
FSx for Windows File Server ファイルサーバーは、高速のインメモリキャッシュを使用して、アクティブにアクセスされるデータに対してミリ秒未満のレイテンシーを一定に実現します。インメモリキャッシュにないデータ、つまり基盤となるストレージボリュームで I/O を実行して処理する必要があるファイルオペレーションの場合、Amazon FSxはソリッドステートドライブ (SSD) ストレージではミリ秒未満のファイルオペレーションレイテンシーを提供し、ハードディスクドライブ (HDD) ストレージでは 1 桁ミリ秒のレイテンシーを提供します。
スループットと IOPS
Amazon FSx ファイルシステムは、Amazon FSxが利用可能なすべての AWS リージョン IOPSで最大 2 GB/秒と 80,000 を提供し、米国東部 (バージニア北部）、米国西部 (オレゴン）、米国東部 (オハイオ）、欧州 (アイルランド）、アジアパシフィック (東京）、およびアジアパシフィック (シンガポール) IOPSで 12 GB/秒のスループットと 400,000 を提供します。特定のスループット量と、ファイルシステムでワークロードIOPSが駆動できるかどうかは、ファイルシステムのスループット容量、ストレージ容量、ストレージタイプ、アクティブなワーキングセットのサイズなど、ワークロードの性質によって異なります。
シングルクライアントパフォーマンス
Amazon ではFSx、ファイルシステムにアクセスする単一のクライアントから、ファイルシステムのスループットとIOPSレベルまで引き上げることができます。Amazon FSxはSMBマルチチャネル をサポートしています。この機能により、ファイルシステムにアクセスする 1 つのクライアントIOPSに対して、最大複数の GB/秒のスループットと数十万のスループットを提供できます。SMB マルチチャネルは、クライアントとサーバー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、最大使用率を実現します。Windows でサポートされるSMB接続数には理論上の制限がありますが、この制限は数百万単位であり、実際には無制限SMBの接続数を持つことができます。
バーストパフォーマンス
ファイルベースのワークロードは通常、スパイキーであり、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。急増する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 365 日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 オペレーションとディスク I/O オペレーションの両方で一定期間、高速にバーストする機能を提供します。Amazon FSxは I/O クレジットメカニズムを使用して、平均使用率IOPSに基づいてスループットを割り当てます。ファイルシステムは、スループットとIOPS使用量がベースライン制限を下回るとクレジットを蓄積し、I/O オペレーションを実行するときにこれらのクレジットを使用できます。
スループットキャパシティがパフォーマンスに与える影響
スループットキャパシティは、次のカテゴリにおいてファイルシステムのパフォーマンスを決定します。
ネットワーク I/O – ファイルサーバーがファイルデータにアクセスしているクライアントに対してファイルデータを提供できる速度。
ファイルサーバーCPUとメモリ — ファイルデータを提供し、データ重複排除やシャドウコピーなどのバックグラウンドアクティビティを実行するために使用できるリソース。
ディスク I/O – ファイルサーバーがファイルサーバーとストレージボリューム間の I/O をサポートできる速度。
次の表は、プロビジョニングされたスループットキャパシティ設定ごとに駆動できるネットワーク I/O (スループットと IOPS) とディスク I/O (スループットと IOPS) の最大レベル、およびデータ重複排除やシャドウコピーなどのバックグラウンドアクティビティをキャッシュおよびサポートするために使用できるメモリ量の詳細を示しています。Amazon FSxAPIまたは を使用する場合、スループットキャパシティーのレベルは 32 メガバイト/秒 (MBps) 未満を選択できますがCLI、これらのレベルは本番ワークロードではなく、テストおよび開発ワークロードを対象としていることに注意してください。
注記
4,608 MBps以上のスループットキャパシティーレベルは、米国東部 (バージニア北部）、米国西部 (オレゴン）、米国東部 (オハイオ）、欧州 (アイルランド）、アジアパシフィック (東京）、アジアパシフィック (シンガポール) の各リージョンでのみサポートされることに注意してください。
| FSx スループットキャパシティ (1 秒あたりのメガバイト数） | ネットワークスループット (メガバイト/秒） | ネットワーク IOPS | メモリ (GB) | |
|---|---|---|---|---|
ベースライン |
バースト (1 日数分間) |
|||
| 32 | 32 | 600 | 数千 |
4 |
| 64 | 64 | 600 | 数万 |
8 |
| 128 | 150 | 1,250 | 8 | |
| 256 | 300 | 1,250 | 数十万 |
16 |
| 512 | 600 | 1,250 | 32 | |
| 1,024 | 1,500 | – |
72 | |
| 2,048 | 3,125 | – |
144 | |
| 4,608 | 9,375 | – |
百万 |
192 |
| 6,144 | 12,500 | – |
256 | |
| 9,216 | 18,750 | – |
384 | |
| 12,288 | 21,250 | – |
512 | |
| FSx スループットキャパシティ (1 秒あたりのメガバイト数） | ディスクスループット (メガバイト/秒） | ディスク IOPS | ||
|---|---|---|---|---|
ベースライン |
バースト (1 日 30 分) |
ベースライン |
バースト (1 日 30 分) |
|
| 32 | 32 | 260 | 2K | 12K |
| 64 | 64 | 350 | 4K | 16K |
| 128 | 128 | 600 | 6K | 20K |
| 256 | 256 | 600 | 10K | 20K |
| 512 | 512 | – |
20K | – |
| 1,024 | 1,024 | – |
40K | – |
| 2,048 | 2,048 | – |
80K | – |
| 4,608 | 4,608 | – |
150K | – |
| 6,144 | 6,144 | – |
200K | – |
| 9,216 | 9,2161 | – |
300K 1 | – |
| 12,288 | 12,2881 | – |
400K 1 | – |
注記
1スループットキャパシティが 9,216 または 12,288 のマルチ AZ ファイルシステムがある場合MBps、IOPS書き込みトラフィックのみのパフォーマンスは 9,000 MBpsおよび 262,500 に制限されます。それ以外の場合は、すべてのマルチ AZ ファイルシステムの読み取りトラフィック、すべてのシングル AZ ファイルシステムの読み取りトラフィックと書き込みトラフィック、その他すべてのスループットキャパシティレベルについて、使用しているファイルシステムが表に示されているパフォーマンスの制限をサポートすることになります。
適切なレベルのスループットキャパシティの選択
Amazon Web Services マネジメントコンソールを使用してファイルシステムを作成すると、Amazon は設定したストレージ容量に基づいて、ファイルシステムの推奨スループット容量レベルFSxを自動的に選択します。推奨されるスループットキャパシティはほとんどのワークロードに対して適切な設定となっていますが、アプリケーションのニーズに合わせて特定量のスループットキャパシティを指定し、推奨された設定を上書きすることもできます。例えば、ワークロードがファイルシステムへのトラフィックを 1GBps つ駆動する必要がある場合は、少なくとも 1,024 のスループット容量を選択する必要がありますMBps。
設定するスループットのレベルを決定する際には、ファイルシステムで有効にする予定の機能についても考慮する必要があります。例えば、シャドウコピーを有効にする場合、ファイルサーバーが I/O パフォーマンス容量を使用してシャドウコピーを実行できるよう、予想されるワークロードの 3 倍のレベルまでスループットキャパシティを増やす必要があるかもしれません。データ重複排除を有効にする場合は、ファイルシステムのスループットキャパシティに関連付けるメモリ量を決定し、このメモリ容量がデータのサイズに対して十分であることを確認する必要があります。
スループットキャパシティは、作成後いつでも増減できます。詳細については、「FSx for Windows File Server ファイルシステムのスループットキャパシティの管理」を参照してください。
Amazon FSxコンソールのモニタリングとパフォーマンス > パフォーマンスタブを表示することで、ファイルサーバーのパフォーマンスリソースのワークロード使用率をモニタリングし、選択するスループットキャパシティに関するレコメンデーションを取得できます。本番稼働前の環境でテストして、選択した設定がワークロードのパフォーマンス要件を満たしていることを確認することをお勧めします。マルチ AZ ファイルシステムの場合、ファイルシステムのメンテナンス、スループットキャパシティの変更、計画外のサービス中断の際に発生するフェイルオーバープロセスがワークロードに与える影響をテストし、これらのイベント中にパフォーマンスへの影響を防ぐため、十分なスループットキャパシティをプロビジョニングしていることを確認することもお勧めします。詳細については、「ファイルシステムメトリクスへのアクセス」を参照してください。
ストレージ構成がパフォーマンスに与える影響
ファイルシステムのストレージ容量、ストレージタイプ、SSDIOPSレベルはすべて、ファイルシステムのディスク I/O パフォーマンスに影響します。これらのリソースは、ワークロードに必要なパフォーマンスレベルを提供するように構成できます。
ストレージ容量を増やし、SSDIOPSいつでも拡張できます。詳細については、「ストレージ容量の管理」および「の管理 SSD IOPS」を参照してください。ファイルシステムをHDDストレージタイプからSSDストレージタイプにアップグレードすることもできます。詳細については、「ファイルシステムのストレージタイプの管理」を参照してください。
ファイルシステムは、次のデフォルトレベルのディスクスループットと を提供しますIOPS。
| ストレージタイプ | ディスクスループット (MBpsストレージの TiB あたり） | ディスク IOPS (IOPsストレージの TiB あたり） |
|---|---|---|
| SSD | 750 | 3,0001 |
| HDD | 12 ベースライン; 80 バースト (ファイルシステムあたり最大 1 GB / 秒) | 12 ベースライン; 80 バースト |
注記
1SSDストレージタイプのファイルシステムでは、追加の をプロビジョニングできます。最大比率はIOPSストレージの GiB IOPSあたり 500、ファイルシステムIOPSあたり 400,000 です。
HDD バーストパフォーマンス
HDD ストレージボリュームの場合、Amazon はパフォーマンスにバーストバケットモデルFSxを使用します。ボリュームのベースラインスループット (ボリュームのスループットクレジットが蓄積されるレート) は、ボリュームサイズによって決まります。ボリュームのバーストスループット (クレジットがある場合に可能な消費レート) もボリュームサイズによって決まります。ボリュームが大きいほど、ベースラインとバーストスループットの値も大きくなります。また、ボリュームのクレジットが多いほど、バーストレベルでドライブ I/O に使用できる時間が長くなります。
HDD ストレージボリュームの使用可能なスループットは、次の式で表されます。
(Volume size) × (Credit accumulation rate per TiB) = Throughput
1-TiB HDDボリュームの場合、バーストスループットは 80 MiB /秒に制限され、バケットは 12 MiB /秒のクレジットでいっぱいになり、最大 1 TiB のクレジットを保持できます。
HDD ストレージボリュームでは、ワークロードによってパフォーマンスに大きなばらつきが生じる可能性があります。IOPS または スループットが突然急増すると、ディスクのパフォーマンスが低下する可能性があります。DiskThroughputBalance メトリクスは、ディスクスループットとディスクIOPS使用率の両方のバーストクレジットバランスに関する情報を提供します。例えば、ワークロードがベースラインHDDIOPS制限 (ストレージ 1 TiB IOPSあたり 12) を超えると、ディスクIOPS使用率 (HDD) が 100% を超え、バーストクレジットバランスが枯渇します。これは、 DiskThroughputBalanceメトリクスに表示されます。ワークロードが高レベルの I/O を引き続き駆動するには、次のいずれかの操作が必要になる場合があります。
バーストクレジットバランスが補充されるように、ワークロードの I/O 要求を減らします。
ファイルシステムのストレージ容量を増やして、より高いベースラインレベルのディスク を提供しますIOPS。
ファイルシステムをアップグレードしてSSDストレージを使用します。これにより、ワークロードの要件により適IOPSした、より高いベースラインレベルのディスクが提供されます。
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HDDストレージ容量と 32 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 – 32 MBpsベースラインと 600 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 — 24 MBpsベースラインと 160 MBpsバースト。これは、次のいずれか低い方です。
ファイルシステムのスループットキャパシティに基づいて、ファイルサーバーでサポートされる 32 MBpsベースラインと 260 MBpsバーストのディスクスループットレベル
ストレージタイプと容量に基づいて、ストレージボリュームでサポートされる 24 MBpsベースライン (12MBps/TB * 2 TiB) と 160 MBpsバースト (80MBps/TiB * 2 TiB) のディスクスループットレベル
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 32 個のMBpsベースラインと 600 個のMBpsバーストスループットを駆動でき、キャッシュミスなどのためにディスクに向かう必要があるファイルオペレーションに対して最大 24 個のMBpsベースラインと 160 個のMBpsバーストスループットを駆動できます。
CloudWatch メトリクスを使用したパフォーマンスの測定
Amazon を使用して CloudWatch 、ファイルシステムのスループットと を測定およびモニタリングできますIOPS。詳細については、「Amazon によるモニタリング CloudWatch」を参照してください。
