FSx for Windows File Server 性能 - Amazon FSx for Windows File Server
Amazon Web Services 文档中描述的 Amazon Web Services 服务或功能可能因区域而异。要查看适用于中国区域的差异,请参阅 中国的 Amazon Web Services 服务入门 (PDF)

本文属于机器翻译版本。若本译文内容与英语原文存在差异,则一律以英文原文为准。

FSx for Windows File Server 性能

FSx for Windows File Server 提供文件系统配置选项以满足各种性能需求。以下是关于 Amazon FSx 文件系统性能的概述,以及关于可用性能配置选项和有用的性能提示的讨论。

文件系统性能

每个 FSx for Windows File Server 文件系统都由与客户机通信的 Windows 文件服务器和一组附加到文件服务器的存储卷或磁盘组成。每台文件服务器都使用快速内存缓存来增强最常访问数据的性能。

下图说明了如何从 FSx for Windows File Server 文件系统访问数据。


      FSx for Windows File Server 架构,显示了文件服务器和存储卷性能指标的关系及其对文件系统性能的影响。

当客户端访问存储在内存缓存中的数据时,这些数据将作为网络 I/O 直接提供给发出请求的客户端。文件服务器无需从磁盘读取或写入磁盘。这种数据访问的性能取决于网络 I/O 限制和内存缓存的大小。

当客户端访问不在缓存中的数据时,文件服务器会将其作为磁盘 I/O 从磁盘读取或写入磁盘。然后,数据作为网络 I/O 从文件服务器提供给客户端。这种数据访问的性能由网络 I/O 限制和磁盘 I/O 限制决定。

网络 I/O 性能和文件服务器内存缓存由文件系统的吞吐能力决定。磁盘 I/O 性能由吞吐能力和存储配置组合决定。您的文件系统可以达到的最大磁盘 I/O 性能(包括磁盘吞吐量和磁盘 IOPS 级别)是以下两者中较低的一方:

  • 文件服务器提供的磁盘 I/O 性能级别,基于您为文件系统选择的吞吐能力。

  • 您的存储配置提供的磁盘 I/O 性能级别(存储容量、存储类型和您为文件系统选择的 SSD IOPS 级别)。

其他性能注意事项

用于衡量文件系统性能的因素通常包括其延迟、吞吐量和每秒 I/O 操作数(IOPS)。

延迟

FSx for Windows File Server 文件服务器采用快速的内存缓存,为经常访问的数据实现稳定的亚毫秒级延迟。对于不在内存缓存中的数据,即需要通过在底层存储卷上执行 I/O 来处理的文件操作,Amazon FSx 的固态硬盘(SSD)存储提供亚毫秒级的文件操作延迟,硬盘驱动器(HDD)存储提供个位数毫秒延迟。

吞吐量和 IOPS

Amazon FSx 文件系统在所有可用 A Amazon Web Services 区域 mazon FSx 的地方提供高达 2 Gb/s 和 80,000 IOPS,在美国东部(弗吉尼亚北部)、美国西部(俄勒冈)、美国东部(俄亥俄州)、欧洲(爱尔兰)、亚太地区(东京)和亚太地区(新加坡)提供 12 Gb/s 的吞吐量和 400,000 个 IOPS。您的工作负载可以在文件系统上驱动的具体吞吐量和 IOPS 数取决于文件系统的吞吐能力、存储容量和存储类型,以及工作负载的性质,包括活动工作集的大小。

单客户端性能

借助 Amazon FSx,您可以通过单个客户端访问文件系统,从而获得完整的吞吐量和 IOPS 级别。Amazon FSx 支持 SMB 多通道。此功能使它能够为访问您的文件系统的单个客户端提供多 GB/s 吞吐量和数十万 IOPS。SMB 多通道会在客户端和服务器之间同时使用多个网络连接,以此来聚合网络带宽,从而最大化利用率。

突增性能

基于文件的工作负载通常处于尖峰状态,其特点是短暂而剧烈的高 I/O 周期,且两次突增之间有大量的空闲时间。为了支持尖峰工作负载,除了文件系统可以全天候维持的基准速度外,Amazon FSx 还提供在一段时间内突增至更高速度的功能,以用于网络 I/O 和磁盘 I/O 操作。Amazon FSx 会使用 I/O 点数机制,根据平均利用率分配吞吐量和 IOPS,即当文件系统的吞吐量和 IOPS 用量低于其基准限制时,文件系统会累积点数,然后可以在执行 I/O 操作时使用这些点数。

吞吐能力对性能的影响

吞吐能力决定以下几类文件系统的性能:

  • 网络 I/O – 文件服务器向访问文件的客户端提供文件数据的速度。

  • 文件服务器 CPU 和内存 – 可用于提供文件数据和执行重复数据删除和影子副本等后台活动的资源。

  • 磁盘 I/O – 文件服务器支持文件服务器和存储卷之间的 I/O 的速度。

下表详细介绍了每个预置吞吐能力配置可以驱动的最大级别网络 I/O(吞吐量和 IOPS)和磁盘 I/O(吞吐量和 IOPS),以及可用于缓存和支持重复数据删除和影子副本等后台活动的内存量。虽然在使用 Amazon FSx API 或 CLI 时,您可以选择低于每秒 32 兆字节 (MBps) 的吞吐量级别,但请记住,这些级别适用于测试和开发工作负载,而不是生产工作负载。

注意

请注意,仅以下区域支持 4,608 MBps 及以上级别吞吐能力:美国东部(弗吉尼亚州北部)、美国西部(俄勒冈州)、美国东部(俄亥俄州)、欧洲地区(爱尔兰)、亚太地区(东京)和亚太地区(新加坡)。

FSx 吞吐容量(兆字节每秒) 网络吞吐量(兆字节每秒) 网络 IOPS 内存(GB)

基准

突增(每天几分钟)

32 32 600

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
1024 1,500

72
2,048 3,125

144
4,608 9,375

数百万

192
6,144 12,500

256
9,216 18,750

384
12,288 21,250

512
FSx 吞吐容量(兆字节每秒) 磁盘吞吐量(兆字节每秒) 磁盘 IOPS

基准

突增(每天 30 分钟)

基准

突增(每天 30 分钟)

32 32 260 2K 12K
64 64 350 4K 16K
128 128 600 6K 20K
256 256 600 10K 20K
512 512

20K

1024 1,024

40K

2,048 2,048

80K

4,608 4,608

150K

6,144 6,144

200K

9,216 9,2161

300K1

12,288 12,2881

400K1

注意

1 如果您的多可用区文件系统的吞吐量为 9,216 或 12,288 Mbps,则仅写入流量的性能将限制在 9,000 Mbps 和 262,500 IOPS 以内。否则,对于所有多可用区文件系统的读取流量、所有单可用区文件系统的读取和写入流量以及所有其他吞吐能力级别,您的文件系统将支持表中所示的性能限制。

选择正确的吞吐能力级别

当您使用 Amazon Web Services Management Console 创建文件系统时,Amazon FSx 会根据您配置的存储容量自动为您的文件系统选择推荐的吞吐能力级别。虽然推荐的吞吐能力应该足以满足大多数工作负载,但您可以选择覆盖建议并选择特定的吞吐能力来满足应用程序的需求。例如,如果您的工作负载需要将 1 GBps 的流量驱动至文件系统,则应选择至少 1,024 MBps 的吞吐能力。

在决定要配置的吞吐量级别时,还应考虑计划在文件系统上启用的功能。例如,启用影子副本可能需要将吞吐能力提高至预期工作负载的三倍,以确保文件服务器能够在可用的 I/O 性能容量下维护影子副本。如果您启用了重复数据删除,则应确定与文件系统的吞吐能力关联的内存量,并确保该内存量足以容纳您的数据大小。

创建吞吐能力后,您可以随时上调或下调其数量。有关更多信息,请参阅 管理吞吐能力

您可以通过查看 Amazon FSx 控制台的监控和性能 > 性能选项卡,监控工作负载对文件服务器性能资源的利用率,并获得有关选择哪种吞吐能力的建议。我们建议在预生产环境中进行测试,以确保您选择的配置符合工作负载的性能要求。对于多可用区文件系统,我们还建议您测试在文件系统维护、吞吐能力更改和计划外服务中断期间发生的失效转移进程对工作负载的影响,并确保您已预置足够的吞吐能力以防止在这些事件期间对性能造成影响。有关更多信息,请参阅 访问 FSx for Windows File Server 指标

存储配置对性能的影响

文件系统的存储容量、存储类型和 SSD IOPS 级别都会影响文件系统的磁盘 I/O 性能。您可以配置这些资源,以便为您的工作负载提供所需的性能级别。

您可以随时增加存储容量和扩展 SSD IOPS。有关更多信息,请参阅 管理存储容量管理 SSD IOPS。您也可以将文件系统从 HDD 存储类型升级到 SSD 存储类型。有关更多信息,请参阅 管理存储类型

您的文件系统提供以下默认级别的磁盘吞吐量和 IOPS:

存储类型 磁盘吞吐量(每 TiB 存储容量 MBps) 磁盘 IOPS(每 TiB 存储的 IOPS 数)
SSD 750 3,000*
HDD 基准 12;突增 80(每个文件系统最多 1 GB/s) 基准 12;突增 80
注意

*对于具有 SSD 存储类型的文件系统,您可以预置额外 IOPS,最大比率为每 GiB 存储 500 IOPS,每个文件系统 400,000 IOPS。

HDD 突增性能

对于 HDD 存储卷,Amazon FSx 使用突增桶模型来提高性能。卷大小决定卷的基准吞吐量,即卷积累吞吐量积分的速度。卷大小还决定卷的突增吞吐量,即有积分可用时消耗积分的速度。较大的卷有较高的基准吞吐量和突增吞吐量。卷的积分越多,它以突增水平驱动 I/O 的时间就越长。

HDD 存储卷的可用吞吐量由以下公式表示:

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

对于 1 TiB HDD 卷,突增吞吐量限制为 80 MiB/s,桶以 12 MiB/s 的速度填充,最多可容纳 1 TiB 积分。

示例:存储容量和吞吐能力

以下示例说明了存储容量和吞吐能力对文件系统性能的影响。

配置有 2 TiB HDD 存储容量和 32 MBps 吞吐能力的文件系统具有以下吞吐量级别:

  • 网络吞吐量 – 基准 32 MBps 和突增 600 MBps(参阅吞吐能力表)

  • 磁盘吞吐量 – 基准 24 MBps 和突增 160 MBps,这是以下两者中较低的一个:

    • 基于文件系统的吞吐能力,文件服务器支持的磁盘吞吐量级别为 32 Mbps 基准和 260 Mbps 突增

    • 根据存储类型和容量,存储卷支持的磁盘吞吐量水平为 24 Mbps(12 MBps/TB * 2 TiB)基准和 160 Mbps 突增(80 MBps/TiB * 2 TiB)

因此,访问文件系统的工作负载将能够提供高达 32 MBps 的基准吞吐量和 600 MBps 的突增吞吐量,用于对缓存在文件服务器内存缓存中经常访问的数据执行文件操作,以及高达 24 MBps 的基准吞吐量和 160 MBps 的突增吞吐量,用于由于缓存未命中而需要对整个磁盘执行的文件操作。

使用 CloudWatch 指标衡量绩效

您可以使用 Amazon CloudWatch 来衡量和监控文件系统的吞吐量和 IOPS。有关更多信息,请参阅 使用 Amazon 监控指标 CloudWatch

性能问题排查

有关排查常见性能问题的帮助,请参阅文件系统性能问题排查