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FSx für die Leistung von Windows-Dateiservern
FSx für Windows File Server bietet Optionen zur Konfiguration des Dateisystems, um eine Vielzahl von Leistungsanforderungen zu erfüllen. Im Folgenden finden Sie einen Überblick über die Leistung des FSx Amazon-Dateisystems mit einer Erläuterung der verfügbaren Leistungskonfigurationsoptionen und nützlichen Tipps zur Leistung.
Themen
Leistung des Dateisystems
Jedes Dateisystem FSx für Windows File Server besteht aus einem Windows-Dateiserver, mit dem Clients kommunizieren, und einer Reihe von Speichervolumes oder Festplatten, die an den Dateiserver angeschlossen sind. Jeder Dateiserver verwendet einen schnellen In-Memory-Cache, um die Leistung der Daten zu verbessern, auf die am häufigsten zugegriffen wird.
Das folgende Diagramm zeigt, wie auf Daten von einem Dateisystem FSx für Windows-Dateiserver aus zugegriffen wird.
Wenn ein Client auf Daten zugreift, die im In-Memory-Cache gespeichert sind, werden die Daten als Netzwerk-I/O direkt an den anfragenden Client gesendet. Der Dateiserver muss sie nicht von der Festplatte lesen oder auf die Festplatte schreiben. Die Leistung dieses Datenzugriffs wird durch die Netzwerk-E/A-Grenzwerte und die Größe des In-Memory-Caches bestimmt.
Wenn ein Client auf Daten zugreift, die sich nicht im Cache befinden, liest der Dateiserver sie als Festplatten-I/O von der Festplatte oder schreibt sie auf die Festplatte. Die Daten werden dann vom Dateiserver an den Client als Netzwerk-I/O weitergeleitet. Die Leistung dieses Datenzugriffs wird durch die Netzwerk-I/O-Grenzwerte sowie die Festplatten-I/O-Grenzwerte bestimmt.
Die Netzwerk-I/O-Leistung und der In-Memory-Cache des Dateiservers werden durch die Durchsatzkapazität eines Dateisystems bestimmt. Die Festplatten-I/O-Leistung wird durch eine Kombination aus Durchsatzkapazität und Speicherkonfiguration bestimmt. Die maximale Festplatten-I/O-Leistung, die sich aus Festplattendurchsatz und Festplatten-IOPS-Werten zusammensetzt, die Ihr Dateisystem erreichen kann, ist der niedrigere der folgenden Werte:
Das von Ihrem Dateiserver bereitgestellte Festplatten-I/O-Leistungsniveau, basierend auf der Durchsatzkapazität, die Sie für Ihr Dateisystem auswählen.
Das von Ihrer Speicherkonfiguration bereitgestellte Festplatten-I/O-Leistungsniveau (die Speicherkapazität, der Speichertyp und die SSD-IOPS-Stufe, die Sie für Ihr Dateisystem auswählen).
Zusätzliche Überlegungen zur Leistung
Die Leistung eines Dateisystems wird in der Regel anhand der Latenz, des Durchsatzes und der I/O-Operationen pro Sekunde (IOPS) gemessen.
Latency
FSx für Windows-Dateiserver verwenden Dateiserver einen schnellen In-Memory-Cache, um konsistente Latenzen von unter einer Millisekunde für aktiv abgerufene Daten zu erreichen. Für Daten, die sich nicht im In-Memory-Cache befinden, d. h. für Dateioperationen, die durch I/O auf den zugrunde liegenden Speichervolumes bedient werden müssen, FSx bietet Amazon Dateivorgangslatenzen im Submillisekundenbereich mit Solid-State-Drive-Speicher (SSD) und Latenzen im einstelligen Millisekundenbereich mit Festplattenspeicher (HDD).
Durchsatz und IOPS
FSx Amazon-Dateisysteme bieten bis zu 2 GBps und 80.000 IOPS in allen Ländern, in AWS-Regionen denen Amazon verfügbar FSx ist, und 12 GBps Durchsatz und 400.000 IOPS in den USA Ost (Nord-Virginia), USA West (Oregon), USA Ost (Ohio), Europa (Irland), Asien-Pazifik (Tokio) und Asien-Pazifik (Singapur). Die spezifische Menge an Durchsatz und IOPS, die Ihr Workload in Ihrem Dateisystem erzeugen kann, hängt von der Durchsatzkapazität, der Speicherkapazität und dem Speichertyp Ihres Dateisystems sowie von der Art Ihrer Arbeitslast ab, einschließlich der Größe des aktiven Arbeitssatzes.
Leistung eines einzelnen Clients
Mit Amazon FSx können Sie den vollen Durchsatz und die IOPS-Werte für Ihr Dateisystem von einem einzigen Client aus erreichen, der darauf zugreift. Amazon FSx unterstützt SMB Multichannel. Diese Funktion ermöglicht die Bereitstellung von bis zu mehreren GBps Durchsätzen und Hunderttausenden von IOPS für einen einzelnen Client, der auf Ihr Dateisystem zugreift. SMB Multichannel verwendet mehrere Netzwerkverbindungen zwischen dem Client und dem Server gleichzeitig, um die Netzwerkbandbreite für eine maximale Auslastung zu aggregieren. Zwar gibt es eine theoretische Grenze für die Anzahl der von Windows unterstützten SMB-Verbindungen, aber diese Grenze geht in die Millionen, sodass Sie praktisch eine unbegrenzte Anzahl von SMB-Verbindungen haben können.
Leistungssteigerung
Dateibasierte Workloads sind in der Regel stark angespannt und zeichnen sich durch kurze, intensive Perioden mit hohem I/O-Aufwand und vielen Leerlaufzeiten zwischen den einzelnen Bursts aus. Um hohe Workloads zu unterstützen, FSx bietet Amazon zusätzlich zu den Basisgeschwindigkeiten, die ein Dateisystem rund um die Uhr aufrechterhalten kann, die Möglichkeit, sowohl bei Netzwerk-I/O- als auch bei Festplatten-I/O-Vorgängen für bestimmte Zeiträume höhere Geschwindigkeiten zu erreichen. Amazon FSx verwendet einen I/O-Guthabenmechanismus, um Durchsatz und IOPS auf der Grundlage der durchschnittlichen Auslastung zuzuweisen. Dateisysteme erhalten Credits, wenn ihr Durchsatz und ihre IOPS-Nutzung unter ihren Basisgrenzwerten liegen, und können diese Gutschriften verwenden, wenn sie I/O-Operationen ausführen.
Auswirkung der Durchsatzkapazität auf die Leistung
Die Durchsatzkapazität bestimmt die Leistung des Dateisystems in den folgenden Kategorien:
Netzwerk-I/O — Die Geschwindigkeit, mit der der Dateiserver Dateidaten an Clients weiterleiten kann, die darauf zugreifen.
CPU und Arbeitsspeicher des Dateiservers — Ressourcen, die für die Bereitstellung von Dateidaten und für Hintergrundaktivitäten wie Datendeduplizierung und Schattenkopien zur Verfügung stehen.
Festplatten-I/O — Die Geschwindigkeit, mit der der Dateiserver I/O zwischen dem Dateiserver und den Speichervolumes unterstützen kann.
Die folgenden Tabellen enthalten Einzelheiten zu den maximalen Netzwerk-I/O- (Durchsatz und IOPS) und Festplatten-I/O (Durchsatz und IOPS), die Sie mit jeder bereitgestellten Durchsatzkapazitätskonfiguration erreichen können, sowie zur Menge an Arbeitsspeicher, die für das Zwischenspeichern und die Unterstützung von Hintergrundaktivitäten wie Datendeduplizierung und Schattenkopien zur Verfügung steht. Sie können zwar Durchsatzkapazitäten unter 32 Megabyte pro Sekunde (MBps) wählen, wenn Sie die FSx Amazon-API oder CLI verwenden. Beachten Sie jedoch, dass diese Stufen für Test- und Entwicklungsworkloads und nicht für Produktionsworkloads vorgesehen sind.
Anmerkung
Beachten Sie, dass Durchsatzkapazitäten von 4.608 MBps und höher nur in den folgenden Regionen unterstützt werden: USA Ost (Nord-Virginia), USA West (Oregon), USA Ost (Ohio), Europa (Irland), Asien-Pazifik (Tokio) und Asien-Pazifik (Singapur).
| FSx Durchsatzkapazität (MBps) | Netzwerkdurchsatz (MBps) | Netzwerk-IOPS | Speicher (GB) | |
|---|---|---|---|---|
Basislinie |
Burst (für ein paar Minuten am Tag) |
|||
| 32 | 32 | 600 | Tausende |
4 |
| 64 | 64 | 600 | Zehntausende |
8 |
| 128 | 150 | 1 250 | 8 | |
| 256 | 300 | 1 250 | Hunderttausende |
16 |
| 512 | 600 | 1 250 | 32 | |
| 1,024 | 1.500 | – |
72 | |
| 2 048 | 3.125 | – |
144 | |
| 4.608 | 9.375 | – |
Millionen |
192 |
| 6 144 | 12.500 | – |
256 | |
| 9 216 | 18 750 | – |
384 | |
| 12 288 | 21.250 | – |
512 | |
| FSx Durchsatzkapazität (MBps) | Festplattendurchsatz (MBps) | Festplatten-IOPS | ||
|---|---|---|---|---|
Basislinie |
Burst (für 30 Minuten am Tag) |
Ausgangswert |
Burst (für 30 Minuten am Tag) |
|
| 32 | 32 | 260 | 2K | 12 K |
| 64 | 64 | 350 | 4K | 16 K |
| 128 | 128 | 600 | 6 K | 20 K |
| 256 | 256 | 600 | 10 K | 20 K |
| 512 | 512 | – |
20 K | – |
| 1,024 | 1,024 | – |
40 000 | – |
| 2 048 | 2 048 | – |
80 K | – |
| 4.608 | 4.608 | – |
150 K | – |
| 6 144 | 6 144 | – |
200 K | – |
| 9 216 | 9.216 1 | – |
300 K 1 | – |
| 12 288 | 12.288 1 | – |
400 K 1 | – |
Anmerkung
1 Wenn Sie über ein Multi-AZ-Dateisystem mit einer Durchsatzkapazität von 9.216 oder 12.288 verfügen MBps, ist die Leistung nur für Schreibverkehr auf 9.000 MBps und 262.500 IOPS begrenzt. Andernfalls unterstützt Ihr Dateisystem für den Leseverkehr auf allen Multi-AZ-Dateisystemen, den Lese- und Schreibverkehr auf allen Single-AZ-Dateisystemen und alle anderen Durchsatzkapazitätsstufen die in der Tabelle angegebenen Leistungsgrenzen.
Auswahl der richtigen Durchsatzkapazität
Wenn Sie mit der Amazon Web Services Management Console ein Dateisystem erstellen, wählt Amazon FSx automatisch die empfohlene Durchsatzkapazität für Ihr Dateisystem auf der Grundlage der von Ihnen konfigurierten Speicherkapazität aus. Obwohl die empfohlene Durchsatzkapazität für die meisten Workloads ausreichend sein sollte, haben Sie die Möglichkeit, die Empfehlung zu überschreiben und eine bestimmte Menge an Durchsatzkapazität zu konfigurieren, um den Anforderungen Ihrer Workloads gerecht zu werden. Wenn Ihre Arbeitslast beispielsweise erfordert, 1% GBps des Datenverkehrs in Ihr Dateisystem zu leiten, sollten Sie eine Durchsatzkapazität von mindestens MBps 1.024 wählen. Die folgende Tabelle enthält die empfohlene Mindestdurchsatzkapazität für ein Dateisystem auf der Grundlage der bereitgestellten Speicherkapazität.
| SSD-Speicherkapazität (GiB) | Festplattenspeicherkapazität (GiB) | Empfohlene Mindestdurchsatzkapazität (MBps) |
|---|---|---|
| Bis zu 640 | Bis zu 3.200 | 32 |
| 641—1.280 | 3201—6.400 | 64 |
| 1281—2.560 | 6.401—12.800 | 128 |
| 2.561—5.120 | 12.801—25.600 | 256 |
| 5.121—10.240 | 25.601—51.200 | 512 |
| 10.241—20.480 | > 51.200 | 1,024 |
| > 20.480 | N/A | 2 048 |
Bei der Festlegung des zu konfigurierenden Durchsatzniveaus sollten Sie auch die Funktionen berücksichtigen, die Sie in Ihrem Dateisystem aktivieren möchten. Wenn Sie beispielsweise Schattenkopien aktivieren, müssen Sie möglicherweise Ihre Durchsatzkapazität auf das Dreifache Ihrer erwarteten Arbeitslast erhöhen, um sicherzustellen, dass der Dateiserver die Schattenkopien mit der verfügbaren I/O-Leistungskapazität verwalten kann. Wenn Sie die Datendeduplizierung aktivieren, sollten Sie die Speichermenge ermitteln, die der Durchsatzkapazität Ihres Dateisystems entspricht, und sicherstellen, dass diese Speichermenge für die Größe Ihrer Daten ausreichend ist.
Sie können die Größe der Durchsatzkapazität jederzeit nach der Erstellung erhöhen oder verringern. Weitere Informationen finden Sie unter Verwaltung der Durchsatzkapazität.
Sie können die Auslastung der Leistungsressourcen Ihres Dateiservers durch Ihren Workload überwachen und Empfehlungen zur Auswahl der Durchsatzkapazität erhalten, indem Sie in Ihrer FSx Amazon-Konsole den Tab Überwachung und Leistung > Leistung aufrufen. Wir empfehlen, in einer Vorproduktionsumgebung zu testen, um sicherzustellen, dass die von Ihnen gewählte Konfiguration den Leistungsanforderungen Ihres Workloads entspricht. Bei Multi-AZ-Dateisystemen empfehlen wir außerdem, die Auswirkungen des Failover-Prozesses zu testen, der bei der Wartung des Dateisystems, bei Änderungen der Durchsatzkapazität und ungeplanten Betriebsunterbrechungen auf Ihre Arbeitslast stattfindet. Außerdem sollten Sie sicherstellen, dass Sie ausreichend Durchsatzkapazität bereitgestellt haben, um Leistungseinbußen bei diesen Ereignissen zu vermeiden. Weitere Informationen finden Sie unter Zugreifen auf Dateisystem-Metriken.
Auswirkung der Speicherkonfiguration auf die Leistung
Die Speicherkapazität, der Speichertyp und die SSD-IOPS-Stufe Ihres Dateisystems wirken sich alle auf die Festplatten-I/O-Leistung Ihres Dateisystems aus. Sie können diese Ressourcen so konfigurieren, dass sie die gewünschte Leistung für Ihre Arbeitslast bereitstellen.
Sie können die Speicherkapazität jederzeit erhöhen und SSD-IOPS skalieren. Weitere Informationen erhalten Sie unter Verwaltung der Speicherkapazität und SSD-IOPS verwalten. Sie können Ihr Dateisystem auch vom HDD-Speichertyp auf den SSD-Speichertyp aktualisieren. Weitere Informationen finden Sie unter Verwaltung des Speichertyps Ihres Dateisystems.
Ihr Dateisystem bietet die folgenden Standardstufen für Festplattendurchsatz und IOPS:
| Speichertyp | Festplattendurchsatz (MBps pro TiB Speicher) | Festplatten-IOPS (pro TiB Speicher) |
|---|---|---|
| SSD | 750 | 3.000 1 |
| HDD | 12 Baseline; 80 Burst (bis zu maximal 1 GBps pro Dateisystem) | 12 Basiswerte; 80 Burst |
Anmerkung
1 Für Dateisysteme mit SSD-Speichertyp können Sie zusätzliche IOPS bereitstellen, bis zu einem maximalen Verhältnis von 500 IOPS pro GiB Speicher und 400.000 IOPS pro Dateisystem.
Burst-Leistung von Festplatten
Für HDD-Speichervolumen FSx verwendet Amazon aus Leistungsgründen ein Burst-Bucket-Modell. Die Volumegröße bestimmt den Basisdurchsatz Ihres Volumes; dabei handelt es sich um die Rate, mit der das Volume Durchsatzguthaben sammelt. Die Volumegröße bestimmt auch den Spitzendurchsatz Ihres Volumes; dabei handelt es sich um die Rate, mit der Sie verfügbares Guthaben verbrauchen können. Größere Volumes haben einen höheren Basis- und Spitzendurchsatz. Je mehr Guthaben Ihr Volume aufweist, desto länger kann es einen I/O-Durchsatz mit der Spitzenrate generieren.
Der verfügbare Durchsatz eines HDD-Speichervolumens wird durch die folgende Formel ausgedrückt:
(Volume size) × (Credit accumulation rate per TiB) = Throughput
Bei einem 1-Tib-HDD-Volume ist der Burst-Durchsatz auf 80 begrenzt MiBps, der Bucket füllt sich mit Credits bei 12 MiBps und er kann Credits im Wert von bis zu 1 TiB aufnehmen.
Bei HDD-Speichervolumes kann es je nach Arbeitslast zu erheblichen Leistungsschwankungen kommen. Plötzliche IOPS- oder Durchsatzspitzen können zu einer Verschlechterung der Festplattenleistung führen. Die DiskThroughputBalanceMetrik liefert Informationen über den Burst-Guthabensaldo sowohl für den Festplattendurchsatz als auch für die Festplatten-IOPS-Auslastung. Wenn Ihre Arbeitslast beispielsweise die grundlegenden HDD-IOPS-Grenzwerte (12 IOPS pro TiB Speicher) überschreitet, liegt die Festplatten-IOPS-Auslastung (HDD) über 100% und führt zu einer Erschöpfung des Burst-Guthabens, was Sie in der Metrik sehen können. DiskThroughputBalance Damit Ihr Workload weiterhin ein hohes I/O-Level antreibt, müssen Sie möglicherweise einen der folgenden Schritte ausführen:
Reduzieren Sie die I/O-Anforderungen für Ihren Workload, sodass das gesamte Guthaben wieder aufgefüllt wird.
Erhöhen Sie die Speicherkapazität des Dateisystems, um einen höheren Basiswert an Festplatten-IOPS zu erreichen.
Führen Sie ein Upgrade des Dateisystems auf SSD-Speicher durch. Dadurch wird ein höheres Basisniveau an Festplatten-IOPS bereitgestellt, um den Anforderungen Ihres Workloads besser gerecht zu werden.
Beispiel: Speicherkapazität und Durchsatzkapazität
Das folgende Beispiel zeigt, wie sich Speicherkapazität und Durchsatzkapazität auf die Leistung des Dateisystems auswirken.
Ein Dateisystem, das mit 2 TiB Festplattenspeicherkapazität und 32 MBps TiB Durchsatzkapazität konfiguriert ist, hat die folgenden Durchsatzstufen:
Netzwerkdurchsatz — 32 MBps Basisdurchsatz und 600 MBps Burst-Durchsatz (siehe Tabelle mit der Durchsatzkapazität)
Festplattendurchsatz — 24 MBps Baseline-Durchsatz und 160 MBps Burst-Durchsatz, der niedrigere Wert von:
der vom Dateiserver unterstützte Festplattendurchsatz von 32 MBps Baseline und 260 MBps Burst, basierend auf der Durchsatzkapazität des Dateisystems
die von den Speichervolumes unterstützten Festplattendurchsatzwerte von 24 MBps Baseline (12 MBps pro TB * 2 TiB) und 160 MBps Burst (80 MBps pro TiB * 2 TiB), basierend auf Speichertyp und Kapazität
Ihr Workload, der auf das Dateisystem zugreift, kann daher bis zu 32 MBps Baseline- und 600 MBps Burst-Durchsätze für Dateioperationen erzielen, die mit aktiv abgerufenen Daten ausgeführt werden, die im In-Memory-Cache des Dateiservers zwischengespeichert sind, sowie bis zu 24 MBps Baseline- und 160 MBps Burst-Durchsatzdurchsätze für Dateioperationen, die beispielsweise aufgrund von Cache-Fehlern bis zur Festplatte übertragen werden müssen.
Messung der Leistung anhand von Metriken CloudWatch
Sie können Amazon verwenden CloudWatch , um den Durchsatz und die IOPS Ihres Dateisystems zu messen und zu überwachen. Weitere Informationen finden Sie unter Überwachung mit Amazon CloudWatch.
