У меня были некоторые проблемы с получением приемлемой производительности чтения / записи для моего RAID5 + crypt + ext4, и я наконец смог отследить это до следующей проблемы:
Пишите тест 4 раза для каждого диска (все как я ожидал)
# dd if=/dev/zero of=/dev/sd[efgh] bs=2G count=1 oflag=dsync
sde: 2147479552 bytes (2.1 GB) copied, xxx s, [127, 123, 132, 127] MB/s
sdf: 2147479552 bytes (2.1 GB) copied, xxx s, [131, 130, 118, 137] MB/s
sdg: 2147479552 bytes (2.1 GB) copied, xxx s, [145, 145, 145, 144] MB/s
sdh: 2147479552 bytes (2.1 GB) copied, xxx s, [126, 132, 132, 132] MB/s
Прочтите тест с помощью hdparm и dd (все как я ожидал)
# hdparm -tT /dev/sd[efgh]
# echo 3 | tee /proc/sys/vm/drop_caches; dd of=/dev/null if=/dev/sd[efgh] bs=2G count=1 iflag=fullblock
(sde)
Timing cached reads: xxx MB in 2.00 seconds = [13983.68, 14136.87] MB/sec
Timing buffered disk reads: xxx MB in 3.00 seconds = [143.16, 143.14] MB/sec
2147483648 bytes (2.1 GB) copied, xxx s, [140, 141] MB/s
(sdf)
Timing cached reads: xxx MB in 2.00 seconds = [14025.80, 13995.14] MB/sec
Timing buffered disk reads: xxx MB in 3.00 seconds = [140.31, 140.61] MB/sec
2147483648 bytes (2.1 GB) copied, xxx s, [145, 141] MB/s
(sdg)
Timing cached reads: xxx MB in 2.00 seconds = [14005.61, 13801.93] MB/sec
Timing buffered disk reads: xxx MB in 3.00 seconds = [153.11, 151.73] MB/sec
2147483648 bytes (2.1 GB) copied, xxx s, [154, 155] MB/s
(sdh)
Timing cached reads: xxx MB in 2.00 seconds = [13816.84, 14335.93] MB/sec
Timing buffered disk reads: xxx MB in 3.00 seconds = [142.50, 142.12] MB/sec
2147483648 bytes (2.1 GB) copied, xxx s, [140, 140] MB/s
4x 32 ГиБ для тестирования
# gdisk -l /dev/sd[efgh]
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.10
Partition table scan:
MBR: protective
BSD: not present
APM: not present
GPT: present
Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
Disk /dev/sde: 5860533168 sectors, 2.7 TiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): xxx
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 5860533134
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 5793424237 sectors (2.7 TiB)
Number Start (sector) End (sector) Size Code Name
1 2048 67110911 32.0 GiB FD00 Linux RAID
# mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=5 --raid-devices=4 --chunk=256K /dev/sd[efgh]1
(some tests later ...)
# mdadm --grow --verbose /dev/md0 --layout=right-asymmetric
# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
Version : 1.2
Creation Time : Sat Dec 10 03:07:56 2016
Raid Level : raid5
Array Size : 100561920 (95.90 GiB 102.98 GB)
Used Dev Size : 33520640 (31.97 GiB 34.33 GB)
Raid Devices : 4
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Sat Dec 10 23:56:53 2016
State : clean
Active Devices : 4
Working Devices : 4
Failed Devices : 0
Spare Devices : 0
Layout : right-asymmetric
Chunk Size : 256K
Name : vm:0 (local to host vm)
UUID : 80d0f886:dc380755:5387f78c:1fac60da
Events : 158
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 65 0 active sync /dev/sde1
1 8 81 1 active sync /dev/sdf1
2 8 97 2 active sync /dev/sdg1
4 8 113 3 active sync /dev/sdh1
Я ожидал, что массив будет работать примерно от 350 до 400 МБ / с при непрерывном чтении и записи. Чтение или запись всего тома на самом деле дает результаты в этом диапазоне:
# echo 3 | tee /proc/sys/vm/drop_caches; dd of=/dev/null if=/dev/md0 bs=256K
102975406080 bytes (103 GB) copied, 261.373 s, 394 MB/s
# dd if=/dev/zero of=/dev/md0 bs=256K conv=fdatasync
102975406080 bytes (103 GB) copied, 275.562 s, 374 MB/s
Однако производительность записи сильно зависит от объема записываемых данных. Как и ожидалось, скорость передачи увеличивается с увеличением объема данных, но падает до нуля при достижении 2 ГиБ и медленно восстанавливается только при дальнейшем увеличении размера:
# dd if=/dev/zero of=/dev/md0 bs=256K conv=fdatasync count=x
count=1: 262144 bytes (262 kB) copied, xxx s, [3.6, 7.6, 8.9, 8.9] MB/s
count=2: 524288 bytes (524 kB) copied, xxx s, [3.1, 17.7, 15.3, 15.7] MB/s
count=4: 1048576 bytes (1.0 MB) copied, xxx s, [13.2, 23.9, 26.9, 25.4] MB/s
count=8: 2097152 bytes (2.1 MB) copied, xxx s, [24.3, 46.7, 45.9, 42.8] MB/s
count=16: 4194304 bytes (4.2 MB) copied, xxx s, [5.1, 77.3, 42.6, 73.2, 79.8] MB/s
count=32: 8388608 bytes (8.4 MB) copied, xxx s, [68.6, 101, 99.7, 101] MB/s
count=64: 16777216 bytes (17 MB) copied, xxx s, [52.5, 136, 159, 159] MB/s
count=128: 33554432 bytes (34 MB) copied, xxx s, [38.5, 175, 185, 189, 176] MB/s
count=256: 67108864 bytes (67 MB) copied, xxx s, [53.5, 244, 229, 238] MB/s
count=512: 134217728 bytes (134 MB) copied, xxx s, [111, 288, 292, 288] MB/s
count=1K: 268435456 bytes (268 MB) copied, xxx s, [171, 328, 319, 322] MB/s
count=2K: 536870912 bytes (537 MB) copied, xxx s, [228, 337, 330, 334] MB/s
count=4K: 1073741824 bytes (1.1 GB) copied, xxx s, [338, 348, 348, 343] MB/s <-- ok!
count=8K: 2147483648 bytes (2.1 GB) copied, xxx s, [168, 147, 138, 139] MB/s <-- bad!
count=16K: 4294967296 bytes (4.3 GB) copied, xxx s, [155, 160, 178, 144] MB/s
count=32K: 8589934592 bytes (8.6 GB) copied, xxx s, [256, 238, 264, 246] MB/s
count=64K: 17179869184 bytes (17 GB) copied, xxx s, [298, 285] MB/s
count=128K: 34359738368 bytes (34 GB) copied, xxx s, [347, 336] MB/s
count=256K: 68719476736 bytes (69 GB) copied, xxx s, [363, 356] MB/s <-- getting better
(ниже 2 ГиБ первое измерение, кажется, указывает на использование некоторого кеша чтения)
При передаче 2 ГиБ или более я заметил что-то странное в iotop:
dd имеет значения ввода-вывода около 85%, в то время как все остальные равны 0%. Эта фаза длится дольше при больших переводах.kworker прыгает и / крадет / 30-50 процентных пунктов ввода-вывода из dd. Распределение колеблется от 30:50% до 50:30%. В то же время «Total DISK WRITE» падает до 0 B / s, а «Actual DISK WRITE» перескакивает между 20 - 70 MB / s. Кажется, что эта фаза длится постоянное время.dd и kworker оба указаны со значением ввода-вывода 0%dd подскакивает до 5% за одну секунду. На этом передача завершается.# dd if=/dev/zero of=/dev/md0 bs=256K count=32K oflag=direct
8589934592 bytes (8.6 GB) copied, 173.083 s, 49.6 MB/s
# dd if=/dev/zero of=/dev/md0 bs=256M count=64 oflag=direct
17179869184 bytes (17 GB) copied, 47.792 s, 359 MB/s
# dd if=/dev/zero of=/dev/md0 bs=768M count=16K oflag=direct
50734301184 bytes (51 GB) copied, 136.347 s, 372 MB/s <-- peak performance
# dd if=/dev/zero of=/dev/md0 bs=1G count=16K oflag=direct
41875931136 bytes (42 GB) copied, 112.518 s, 372 MB/s <-- peak performance
# dd if=/dev/zero of=/dev/md0 bs=2G count=16 oflag=direct
34359672832 bytes (34 GB) copied, 103.355 s, 332 MB/s
# dd if=/dev/zero of=/dev/md0 bs=256K count=32K oflag=dsync
8589934592 bytes (8.6 GB) copied, 498.77 s, 17.2 MB/s
# dd if=/dev/zero of=/dev/md0 bs=256M count=64 oflag=dsync
17179869184 bytes (17 GB) copied, 58.384 s, 294 MB/s
# dd if=/dev/zero of=/dev/md0 bs=1G count=8 oflag=dsync
8589934592 bytes (8.6 GB) copied, 26.4799 s, 324 MB/s
# dd if=/dev/zero of=/dev/md0 bs=2G count=8 oflag=dsync
17179836416 bytes (17 GB) copied, 192.327 s, 89.3 MB/s
# dd if=/dev/zero of=/dev/md0 bs=256K; echo "sync"; sync
102975406080 bytes (103 GB) copied, 275.378 s, 374 MB/s
sync
bs=256K oflag=direct -> 100% IO, нет kworker настоящее, плохая работаbs=1G oflag=direct -> <5% IO, нет kworker настоящее, хорошо производительностьbs=2G oflag=direct ->> 80% ввода-вывода, kworker время от времени прыгает, хорошо, производительностьoflag=dsync -> <5% ввода-вывода, kworker прыгает то и дело; Для получения приемлемой скорости требуются блоки огромного размера, но> 2G приводит к значительному падению производительности.echo "sync"; sync -> так же, как conv=fdatasync; sync немедленно возвращаетсяЧто это за таинственная фаза 2, где оба процесса борются за ввод-вывод?
Кто передает данные на оборудование на этапе 3?
И самое главное: как я могу минимизировать странный эффект, чтобы получить полные 400 МБ / с, которые, кажется, может обеспечить массив? (Или я вообще задаю XY-проблему?)
Текущее состояние предшествует долгой истории проб и ошибок. Я переключил планировщик с cfq к noop и уменьшил размер блока RAID с 512 КБ до 256 КБ, что привело к немного лучшим результатам. Переход на --layout=right-asymmetric ничего не менял. Временное отключение кеша записи жесткого диска сработало хуже.
Слой крипт, упомянутый в первом предложении, в настоящее время полностью отсутствует и будет повторно представлен позже.
# uname -a
Linux vm 3.16.0-4-amd64 #1 SMP Debian 3.16.36-1+deb8u2 (2016-10-19) x86_64 GNU/Linux
То, что вы видите, - это артефакт вашего dd командная строка, в частности из conv=fdatasync вариант. Из страница руководства:
Каждый символ CONV может быть:
...
fdatasync: физически записывать данные выходного файла до окончания
...
conv=fdatasync в основном инструктировать dd чтобы выполнить единственный последний системный вызов fdatasync перед возвратом. Тем не мение, запись кешируются во время работы dd. Ваши фазы ввода-вывода можно объяснить следующим образом:
dd быстро записывает в кэш страниц, фактически не касаясь дискаkworker Ядро начинаю прошивать, это делать диск. Во время очистки кеша страниц dd ненадолго приостанавливается (приводит к высокому iowait); после освобождения некоторого кеша страницы, dd может восстановить работуiotop зависит от того, как кэш страницы, соответственно, заполнен и сброшенКороче говоря, здесь нет проблемы. Если вы хотите наблюдать некэшированное поведение, замените conv=fdatasync с участием oflag=direct: с этим флагом вы можете полностью обойти кеш страницы.
Для наблюдения за кешем, но синхронизированного поведения замените conv=fdatasync с участием oflag=sync: с этим флагом, dd вызовите fdatasync по мере записи каждого блока на диск.
Дальнейшая оптимизация может быть достигнута путем точной настройки вашего стека ввода-вывода (например, планировщика ввода-вывода, поведения слияния, кеширования полос и т. Д.), Но это совершенно другой вопрос.