Performance do FSx para Windows File Server

O FSx para Windows File Server oferece opções de configuração do sistema de arquivos para atender a uma variedade de necessidades de performance. Veja a seguir uma visão geral da performance do sistema de arquivos do Amazon FSx, com uma discussão sobre as opções de configuração de performance disponíveis e dicas úteis de performance.

Performance do sistema de arquivos

Cada sistema de arquivos do FSx para Windows File Server consiste em um servidor de arquivos do Windows com o qual os clientes se comunicam e um conjunto de volumes de armazenamento, ou discos, conectados ao servidor de arquivos. Cada servidor de arquivos emprega um cache na memória rápido para aprimorar a performance dos dados acessados ​​com mais frequência.

O diagrama a seguir ilustra como os dados são acessados em um sistema de arquivos do FSx para Windows File Server.

Quando um cliente acessa dados armazenados no cache na memória, os dados são enviados diretamente ao cliente solicitante como E/S de rede. O servidor de arquivos não precisa lê-lo ou gravá-lo no disco. A performance desse acesso aos dados é determinada pelos limites de E/S da rede e pelo tamanho do cache na memória.

Quando um cliente acessa dados que não estão em cache, o servidor de arquivos os lê ou grava no disco como E/S de disco. Os dados são então atendidos no servidor de arquivos para o cliente como E/S de rede. A performance desse acesso aos dados é determinada pelos limites de E/S da rede, bem como pelos limites de E/S do disco.

A performance de E/S da rede e o cache na memória do servidor de arquivos são determinados pela capacidade de throughput do sistema de arquivos. A performance E/S de disco é determinada por uma combinação de capacidade de throughput e configuração de armazenamento. A performance máxima de E/S de disco, que consiste em níveis em throughput e IOPS de disco, que seu sistema de arquivos pode alcançar é o menor dos seguintes:

Considerações adicionais sobre performance

Normalmente, a performance do sistema de arquivos é medida por sua latência, throughput e operações de E/S por segundo (IOPS).

Latência

Os servidores de arquivos do FSx para Windows File Server usam um cache rápido na memória para obter latências consistentes de menos de um milissegundo para dados acessados ativamente. Para dados que não estão no cache na memória, ou seja, para operações de arquivos que precisam ser atendidas executando E/S nos volumes de armazenamento subjacentes, o Amazon FSx fornece latências de operação de arquivos abaixo de um milissegundo com armazenamento em unidade de estado sólido (SSD) e latências de um dígito em milissegundos com armazenamento em disco rígido (HDD).

Throughput e IOPS

Os sistemas de arquivos do Amazon FSx fornecem até 2 GB/s e 80.000 IOPS em todas as Regiões da AWS nas quais o Amazon FSx está disponível, além de 12 GB/s de throughput e 400.000 IOPS nas regiões Leste dos EUA (Norte da Virgínia), Oeste dos EUA (Oregon), Leste dos EUA (Ohio), Europa (Irlanda), Ásia-Pacífico (Tóquio) e Ásia-Pacífico (Singapura). A quantidade específica de throughput e IOPS que sua workload pode gerar em seu sistema de arquivos depende da capacidade de throughput, capacidade de armazenamento e tipo de armazenamento de seu sistema de arquivos, juntamente com a natureza de sua workload, incluindo o tamanho do conjunto de trabalho ativo.

Performance de um único cliente

Com o Amazon FSx, você pode obter até os níveis completos de throughput e IOPS do seu sistema de arquivos de um único cliente acessando-o. O Amazon FSx é compatível com SMB multicanal. Esse recurso permite que ele forneça um throughput de até vários GB/s e centenas de milhares de IOPS para um único cliente acessando seu sistema de arquivos. O SMB Multichannel usa várias conexões de rede entre o cliente e o servidor simultaneamente para agregar largura de banda da rede para a máxima utilização. Embora haja um limite teórico para o número de conexões de SMB suportadas pelo Windows, esse limite está na casa dos milhões e você pode ter praticamente um número ilimitado de conexões de SMB.

Performance de expansão

As workloads baseadas em arquivos geralmente apresentam picos, caracterizados por períodos curtos e intensos de alta E/S com bastante tempo ocioso entre as intermitências. Para apoiar workloads com picos, além das velocidades básicas que um sistema de arquivos pode sustentar 24 horas por dia, sete dias por semana, o Amazon FSx oferece a capacidade de atingir velocidades mais altas em certos períodos, tanto para operações de E/S de rede quanto de E/S de disco. O Amazon FSx usa um mecanismo de crédito de E/S para alocar throughput e IOPS com base na utilização média, os sistemas de arquivos acumulam créditos quando o throughput e o uso de IOPS estão abaixo dos limites básicos e podem usar esses créditos ao realizar operações de E/S.

Impacto da capacidade de throughput na performance

A capacidade de throughput determina a performance do sistema de arquivos nas seguintes categorias:

As tabelas a seguir fornecem detalhes sobre os níveis máximos de E/S de rede (throughput e IOPS) e E/S de disco (throughput e IOPS) que você pode conduzir com cada configuração de capacidade de throughput provisionada e a quantidade de memória disponível para armazenamento em cache e suporte a atividades em segundo plano, como eliminação de duplicação de dados e cópias paralelas. Embora você possa selecionar níveis de capacidade de throughput abaixo de 32 megabytes por segundo (MBps) ao usar a API ou a CLI do Amazon FSx, lembre-se de que esses níveis se destinam a workloads de teste e desenvolvimento, não a workloads de produção.

Escolher o nível certo de capacidade de throughput

Quando você cria um sistema de arquivos usando o Amazon Web Services Management Console, o Amazon FSx seleciona automaticamente o nível de capacidade de throughput recomendado para seu sistema de arquivos com base na quantidade de capacidade de armazenamento que você configura. Embora a capacidade de throughput recomendada deva ser suficiente para a maioria das workloads, você tem a opção de ignorar a recomendação e selecionar uma quantidade específica de capacidade de throughput para atender às necessidades da sua aplicação. Por exemplo, se sua workload exigir o direcionamento de 1 GBps de tráfego para seu sistema de arquivos, você deve selecionar uma capacidade de throughput de pelo menos 1.024 MBps.

Você também deve considerar os recursos que planeja habilitar em seu sistema de arquivos ao decidir o nível de throughput a ser configurado. Por exemplo, habilitar Cópias de sombra pode exigir que você aumente sua capacidade de throughput para um nível de até três vezes a workload esperada para garantir que o servidor de arquivos possa manter as cópias de sombra com a capacidade de performance de E/S disponível. Se estiver habilitando a eliminação de duplicação de dados, você deverá determinar a quantidade de memória associada à capacidade de throughput do sistema de arquivos e garantir que essa quantidade de memória seja suficiente para o tamanho dos seus dados.

Você pode ajustar a quantidade de capacidade de throughput para cima ou para baixo a qualquer momento depois de criá-la. Para obter mais informações, consulte Gerenciar a capacidade de throughput em sistemas de arquivos do FSx para Windows File Server.

Você pode monitorar a utilização da workload dos recursos de performance do servidor de arquivos e obter recomendações sobre qual capacidade de throughput selecionar visualizando a guia Monitoramento e performance > Performance do console do Amazon FSx. Recomendamos testar em um ambiente de pré-produção para garantir que a configuração selecionada atenda aos requisitos de performance da workload. Para sistemas de arquivos multi-AZ, também recomendamos testar o impacto do processo de failover que ocorre durante a manutenção do sistema de arquivos, as alterações na capacidade de throughput e a interrupção não planejada do serviço em sua workload, além de garantir que você tenha provisionado capacidade de throughput suficiente para evitar impacto na performance durante esses eventos. Para obter mais informações, consulte Acesso a métricas de sistema de arquivos.

Impacto da configuração de armazenamento na performance

A capacidade de armazenamento, o tipo de armazenamento e o nível de IOPS de SSD do seu sistema de arquivos afetam a performance de E/S de disco do seu sistema de arquivos. Você pode configurar esses recursos para fornecer os níveis de performance desejados para sua workload.

Você pode aumentar a capacidade de armazenamento e escalar IOPS de SSD a qualquer momento. Para obter mais informações, consulte Como gerenciar a capacidade de armazenamento e Como gerenciar IOPS de SSD. Você também pode atualizar seu sistema de arquivos do tipo de armazenamento HDD para o tipo de armazenamento SSD. Para obter mais informações, consulte Gerenciar o tipo de armazenamento do seu sistema de arquivos.

Seu sistema de arquivos fornece os seguintes níveis padrão de throughput de disco e IOPS:

Performance de expansão do HDD

Para volumes de armazenamento HDD, o Amazon FSx usa um modelo de bucket de expansão para performance. O tamanho do volume determina a throughput da linha de base do seu volume, que é a taxa na qual o volume acumula créditos de throughput. O tamanho do volume também determina a throughput de expansão do seu volume, que é a taxa em que é possível gastar créditos quando estiverem disponíveis. Os volumes maiores têm throughput basal e de expansão mais altos. Quanto mais créditos seu volume tiver, ele será capaz de acionar E/S da unidade em nível de expansão por mais tempo.

O throughput disponível de um volume de armazenamento HDD é expresso pela seguinte fórmula:

(Volume size) × (Credit accumulation rate per TiB) = Throughput

Para um volume de HDD de 1 TiB, o throughput de expansão está limitado a 80 MiB/s, o bucket é preenchido com créditos a 12 MiB/s e pode suportar até 1 TiB equivalente em créditos.

Volumes de armazenamento em HDD podem sofrer variações significativas de desempenho de acordo com a workload. Picos repentinos nas IOPS ou no throughput podem levar à degradação do desempenho do disco. A métrica DiskThroughputBalance fornece informações sobre o saldo máximo de crédito para o throughput do disco e a utilização de IOPS do disco. Por exemplo, se sua workload exceder os limites básicos de IOPS do HDD (12 IOPS por TiB de armazenamento), a utilização de IOPS em disco (HDD) ficará acima de 100% e resultará no esgotamento do saldo de crédito intermitente, que você poderá ver na métrica DiskThroughputBalance. Para que sua workload continue gerando altos níveis de E/S, talvez seja necessário fazer o seguinte:

Exemplo: capacidade de armazenamento e capacidade de throughput

O exemplo a seguir ilustra como a capacidade de armazenamento e a capacidade de throughput afetam a performance do sistema de arquivos.

Um sistema de arquivos configurado com 2 TiB de capacidade de armazenamento em HDD e 32 MBps de capacidade de throughput tem os seguintes níveis de throughput:

Portanto, sua workload que acessa o sistema de arquivos será capaz de gerar até 32 MBps de linha de base e 600 MBps de throughtput de expansão para operações de arquivo executadas em dados acessados ativamente armazenados em cache no cache na memória do servidor de arquivos, e até 24 MBps de linha de base e 160 MBps de throughput de expansão para operações de arquivo que precisam ir até o disco, por exemplo, devido a falhas de cache.

Medir a performance usando métricas do CloudWatch

Você pode usar o Amazon CloudWatch para medir e monitorar o throughput e as IOPS do seu sistema de arquivos. Para obter mais informações, consulte Monitorar o com o Amazon CloudWatch.