Недавно я установил новый диск и создал на нем zpool:
/# zpool create morez /dev/sdb
После некоторого использования я заметил, что он работает довольно медленно:
/morez# fio --name rw --rw rw --size 10G
read: IOPS=19.6k, BW=76.6MiB/s (80.3MB/s)(5120MiB/66834msec)
write: IOPS=19.6k, BW=76.6MiB/s (80.3MB/s)(5120MiB/66834msec)
Этот тест очень похож на мой реальный вариант использования. Я читаю с диска небольшое количество (~ 10k) изображений (~ 2 МБ каждое). Они были записаны сразу, когда диск был в основном пуст, поэтому я не ожидаю, что они будут фрагментированы.
Для сравнения протестировал ext4:
/# gdisk /dev/sdb
...
/# mkfs.ext4 -f /dev/sdb1 && mount /dev/sdb1 /mnt && cd /mnt
/mnt# fio --name rw --rw rw --size 10G
read: IOPS=48.3k, BW=189MiB/s (198MB/s)(5120MiB/27135msec)
write: IOPS=48.3k, BW=189MiB/s (198MB/s)(5120MiB/27135msec)
И btrfs:
/# mkfs.btrfs -f /dev/sdb1 && mount /dev/sdb1 /mnt && cd /mnt
/mnt# fio --name rw --rw rw --size 10G
read: IOPS=51.3k, BW=201MiB/s (210MB/s)(5120MiB/25528msec)
write: IOPS=51.3k, BW=201MiB/s (210MB/s)(5120MiB/25528msec)
Что может вызывать проблемы с производительностью ZFS и как это сделать быстрее?
Я также попытался явно установить размер сектора для zpool, так как мой диск (Seagate ST1000DM003) использует 4096 байт физических секторов:
/# zpool create -o ashift=12 morez /dev/sdb
Это не улучшило производительность:
/morez# fio --name rw --rw rw --size 10G
read: IOPS=21.3k, BW=83.2MiB/s (87.2MB/s)(5120MiB/61573msec)
write: IOPS=21.3k, BW=83.2MiB/s (87.2MB/s)(5120MiB/61573msec)
Как ни странно, использование звола имело отличную производительность:
/# zfs create -V 20G morez/vol
/# fio --name rw --filename /dev/zvol/morez/vol --rw rw --size 10G
read: IOPS=52.7k, BW=206MiB/s (216MB/s)(5120MiB/24852msec)
write: IOPS=52.7k, BW=206MiB/s (216MB/s)(5120MiB/24852msec)
Почему это влияет только на файловые системы ZFS, а не на zvols?
В комментариях было высказано предположение, что разница может быть связана с кешированием. После дальнейшего тестирования я не верю, что это так. Я увеличил размер теста btrfs намного выше объема памяти моего компьютера, и его производительность по-прежнему была значительно выше, чем у ZFS:
/# mkfs.btrfs -f /dev/sdb1 && mount /dev/sdb1 /mnt && cd /mnt
/mnt# $ fio --name rw --rw rw --size 500G --runtime 3600 --time_based --ramp_time 900
read: IOPS=41.9k, BW=164MiB/s (172MB/s)(576GiB/3600003msec)
write: IOPS=41.9k, BW=164MiB/s (172MB/s)(576GiB/3600003msec)
Вот как выглядели свойства ZFS до запуска fio. Это всего лишь результат создания zpool с настройками по умолчанию.
# zpool get all morez
NAME PROPERTY VALUE SOURCE
morez size 928G -
morez capacity 0% -
morez altroot - default
morez health ONLINE -
morez guid [removed] default
morez version - default
morez bootfs - default
morez delegation on default
morez autoreplace off default
morez cachefile - default
morez failmode wait default
morez listsnapshots off default
morez autoexpand off default
morez dedupditto 0 default
morez dedupratio 1.00x -
morez free 928G -
morez allocated 276K -
morez readonly off -
morez ashift 0 default
morez comment - default
morez expandsize - -
morez freeing 0 default
morez fragmentation 0% -
morez leaked 0 default
morez feature@async_destroy enabled local
morez feature@empty_bpobj enabled local
morez feature@lz4_compress active local
morez feature@spacemap_histogram active local
morez feature@enabled_txg active local
morez feature@hole_birth active local
morez feature@extensible_dataset enabled local
morez feature@embedded_data active local
morez feature@bookmarks enabled local
morez feature@filesystem_limits enabled local
morez feature@large_blocks enabled local
# zfs get all morez
NAME PROPERTY VALUE SOURCE
morez type filesystem -
morez creation Thu Jun 29 19:34 2017 -
morez used 240K -
morez available 899G -
morez referenced 96K -
morez compressratio 1.00x -
morez mounted yes -
morez quota none default
morez reservation none default
morez recordsize 128K default
morez mountpoint /morez default
morez sharenfs off default
morez checksum on default
morez compression off default
morez atime on default
morez devices on default
morez exec on default
morez setuid on default
morez readonly off default
morez zoned off default
morez snapdir hidden default
morez aclinherit restricted default
morez canmount on default
morez xattr on default
morez copies 1 default
morez version 5 -
morez utf8only off -
morez normalization none -
morez casesensitivity sensitive -
morez vscan off default
morez nbmand off default
morez sharesmb off default
morez refquota none default
morez refreservation none default
morez primarycache all default
morez secondarycache all default
morez usedbysnapshots 0 -
morez usedbydataset 96K -
morez usedbychildren 144K -
morez usedbyrefreservation 0 -
morez logbias latency default
morez dedup off default
morez mlslabel none default
morez sync standard default
morez refcompressratio 1.00x -
morez written 96K -
morez logicalused 72.5K -
morez logicalreferenced 40K -
morez filesystem_limit none default
morez snapshot_limit none default
morez filesystem_count none default
morez snapshot_count none default
morez snapdev hidden default
morez acltype off default
morez context none default
morez fscontext none default
morez defcontext none default
morez rootcontext none default
morez relatime off default
morez redundant_metadata all default
morez overlay off default
В старости я считаю, что этот вопрос заслуживает ответа.
fio выдает по умолчанию IOP размером 4 КБ; В наборах данных ZFS по умолчанию используется запись 128 КБ. Это несоответствие означает, что каждая запись 4K вызывает чтение / изменение / запись всей записи 128K.
ZVOL, с другой стороны, по умолчанию использует размер блока 8K. Это означает, что запись 4K вызывает гораздо меньший цикл чтения / изменения / записи записи 8K, и, если повезет, две записи 4K могут быть объединены в одну запись 8K (что требует нет читать / изменять / писать вообще).
Размер записи набора данных ZFS можно изменить с помощью zfs set recordize=8K <dataset> и в этом случае он должен давать более или менее эквивалентную производительность, чем ZVOL. Однако при использовании для относительно больших передач (OP говорил о файлах размером 2 МБ, которые, будучи изображениями, должны быть полностью прочитаны каждый раз, когда к ним обращаются), лучше иметь большой recordize / volblocksize, иногда даже больше, чем значение по умолчанию (128 КБ).
Примечание: поскольку в задании fio отсутствует direct=1 (http://fio.readthedocs.io/en/latest/fio_doc.html#cmdoption-arg-direct ) некоторое количество выполняемых операций ввода-вывода (оба читают и write) могут кэшироваться операционной системой, искажая ваши результаты (и делая числа искусственно завышенными). Само по себе это еще больше осложняется следующим:
O_DIRECT (так что открытие завершается сбоем) или, если это так, то это происходит путем тихого возврата к буферизованному вводу-выводу (см. пункт 3 https://github.com/zfsonlinux/zfs/commit/a584ef26053065f486d46a7335bea222cb03eeea ).O_DIRECT вернуться к буферизованному вводу / выводу.Быть в курсе O_DIRECT буферизованный ввод-вывод все еще разрешен, потому что в Linux O_DIRECT является скорее подсказкой (см. раздел ссылок на https://stackoverflow.com/a/46377629/2732969 ).
Если вы находитесь в ситуации, когда вы не можете правильно обойти кеши, важно, чтобы вы выполняли достаточно операций ввода-вывода на достаточно большой площади, чтобы минимизировать влияние кеширования (если, конечно, вы действительно не хотите тестировать кеширование) ...