[Amazon FSx for NetApp ONTAP] cloud write modeを有効にして直接キャパシティプールストレージに書き込みしてみた

[Amazon FSx for NetApp ONTAP] cloud write modeを有効にして直接キャパシティプールストレージに書き込みしてみた

Clock Icon2024.02.11

直接キャパシティプールストレージに書き込みたい

こんにちは、のんピ(@non____97)です。

皆さんはAmazon FSx for NetApp ONTAP(以降FSxN)のキャパシティプールストレージに直接書き込みたいなと思ったことはありますか? 私はあります。

従来のFSxNではTiering PolicyをAllにしていたとしても、書き込み時は一度SSDに書き込まれてからキャパシティプールストレージに書き込まれていました。そのため、大容量のデータを一気に書き込むとSSDが溢れる可能性があります。

SSDの空き容量を気にしながらの転送となると、移行やバックアップなど大量のデータを書き込む際には想定以上に時間がかります。

「この仕様はなんとかならないかな」と思いながらFSxNのドキュメント履歴を見ると、「cloud write modeをサポートした」と記載がありました。

Document_History_for_Amazon_FSx_for_NetApp_ONTAP_-_FSx_for_ONTAP

抜粋 : Document History for Amazon FSx for NetApp ONTAP - FSx for ONTAP

リンク先のAWS公式ドキュメントにはcloud write modeを有効にすることで、どのような挙動をするのか記載はありませんでした。

よくよく調べるとONTAP 9.14.1からの機能のようです。

調べて試してみたので紹介します。

いきなりまとめ

  • cloud write modeを有効にすることでキャパシティプールストレージに直接書き込みができる
  • SSDの空き容量以上の書き込みがある場合でも、一気に書き込みができる
  • 条件は以下のとおり
    • 既存のボリュームに対してのみ設定可能
    • サポートプロトコルはNFSのみ
    • SMBなどの他のプロトコルは2024/2/11時点では未サポート
    • 対象ボリュームのタイプはRWである必要がある
    • SnapMirrorの転送先のボリュームはDPであるため、使用不可
    • Tiering PolicyはAllである必要がある
  • 検証した限りcloud write modeを有効にしても、無効状態と比べて書き込み速度の大きな差はない

cloud write modeとは

概要

cloud write modeとはデータ書き込み時にSSDに一度書き込むのではなく、直接キャパシティプールストレージに書き込むモードです。

ONTAP 9.14.1 以降では、FabricPool 内の新規または既存のボリュームでクラウド書き込みモードを有効または無効にして、NFS クライアントが階層化スキャンを待たずにクラウドに直接データを書き込むことができるようになりました。 SMB クライアントは引き続き、クラウド書き込み対応ボリュームのパフォーマンス層に書き込みます。クラウド書き込みモードはデフォルトでは無効になっています。

クラウドに直接書き込むボリュームを有効または無効にする

こうすることで、大量の書き込みによってSSDが圧迫されることを気にする必要がなくなります。

NetApp公式ドキュメントにもFabric Poolのローカル層(FSxNの場合はSSD)のサイズ以上の書き込みがある場合に役立つと記載がありました。

クラウド書き込みモードは、クラスターがローカル層でサポートできる量を超える大量のデータがクラスターに転送される移行などの場合に役立ちます。クラウド書き込みモードを使用しない場合、移行中、移行が完了するまで、少量のデータが転送され、その後階層化され、さらに転送され、再び階層化されます。クラウド書き込みモードを使用すると、データがローカル層に転送されないため、この種の管理は必要なくなります。

クラウドに直接書き込むボリュームを有効または無効にする

大規模移行の時にはかなり役立ちますね。帯域制御をかけてSSDの空き容量をケアしながら転送する必要がないので、移行にかかる時間も短くなります。

条件

条件は以下のとおりです。

  • 既存のボリュームに対してのみ設定可能
  • FSxNファイルシステム、またはSVMの管理者であること
  • advanced 以上の権限が必要
  • ボリュームタイプはRWであること
  • ボリュームのTiering PolicyはAllであること
  • サポートプロトコルはNFSのみ

通常のONTAPではボリューム作成時にcloud write modeを有効にすることができるようですが、FSxNでは有効にできないようです。作成後に設定変更を行いましょう。

特に気になるのは以下2点です。

  1. ボリュームタイプはRWであること
  2. サポートプロトコルはNFSのみ

ボリュームタイプがRWである必要があります。そのため、転送先ボリュームのボリュームタイプがDPである必要があるSnapMirrorでは必然的に使用できません。それに関連して、FSxNのバックアップからのリストアもSnapMirror Cloudを使用しているためcloud write modeは使用できないと考えます。ONTAP間での移行ではSnapMirrorを使用するのがベターと考えます。SnapMirrorによる移行をスムーズに行えるようにするためにも、早くDPボリュームでも使用できることを期待しておきましょう。

2024/2/11時点でのサポートプロトコルはNFSのみです。SMBによる書き込み時はcloud write modeが有効であってもSSDに一度書き込まれるようです。

移行元のファイルサーバーがSMBでアクセスするものの場合、一時的にNFSとのマルチプロトコルアクセスを有効化してNFSでデータ転送をするとスムーズに転送ができそうです。(未検証)

やってみた

cloud write modeが無効な状態での書き込み

実際にやってみましょう。

ONTAPのバージョンを確認します。

::> version
NetApp Release 9.13.1P6: Tue Dec 05 16:06:25 UTC 2023

ONTAP 9.13.1P6でした。cloud write modeはONTAP 9.14.1からの機能のようですが、FSxNにおいてはONTAP 9.13.1でも使用できるようです。

cloud write modeを設定できるか確認すると、確かにvolume modifyで設定できそうでした。なお、volume createでは設定できませんでした。

::> set diag

Warning: These diagnostic commands are for use by NetApp personnel only.
Do you want to continue? {y|n}: y

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume
    activity-tracking analytics         autosize          clone
    conversion        create            delete            efficiency
    encryption        expand            file              flexcache
    flexgroup         make-vsroot       modify            mount
    move              offline           online            qtree
    quota             reallocation      rebalance         recovery-queue
    rehost            remove-junction   rename            restrict
    show              show-footprint    show-space        size
    snaplock          snapshot          unmount

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume ?
  activity-tracking>          The activity-tracking directory
  analytics>                  The analytics directory
  autosize                    Set/Display the autosize settings of the flexible volume.
  clone>                      Manage FlexClones
  conversion>                 *The conversion directory
  create                      Create a new volume
  delete                      Delete an existing volume
  efficiency>                 Manage volume efficiency
  encryption>                 The encryption directory
  expand                      Expand the size of a volume by adding constituents
  file>                       File related commands
  flexcache>                  Manage FlexCache
  flexgroup>                  *Manage FlexGroup operations
  make-vsroot                 *Designate a non-root volume as a root volume of the Vserver
  modify                      Modify volume attributes
  mount                       Mount a volume on another volume with a junction-path
  move>                       Manage volume move operations
  offline                     Take an existing volume offline
  online                      Bring an existing volume online
  qtree>                      Manage qtrees
  quota>                      Manage Quotas, Policies, Rules and Reports
  reallocation>               Commands for measuring and optimizing data layout
  rebalance>                  The rebalance directory
  recovery-queue>             *Manage volume recovery queue
  rehost                      Rehost a volume from one Vserver into another Vserver
  remove-junction             *Remove a dead junction by junction path
  rename                      Rename an existing volume
  restrict                    Restrict an existing volume
  show                        Display a list of volumes
  show-footprint              Display a list of volumes and their data and metadata footprints in their associated aggregate.
  show-space                  Display space usage for volume(s)
  size                        Set/Display the size of the volume.
  snaplock>                   Manages SnapLock attributes of a SnapLock volume
  snapshot>                   Manage snapshots
  unmount                     Unmount a volume

::*> volume modify -volume vol1 ?
  [ -vserver <vserver name> ]                                                                                    Vserver Name (default: svm)
  [ -size {<integer>[KB|MB|GB|TB|PB]} ]                                                                          Volume Size
  [ -state {online|restricted|offline|force-online|force-offline|mixed} ]                                        Volume State
  [ -policy <text> ]                                                                                             Export Policy
  [ -user <user name> ]                                                                                          User ID
  [ -group <group name> ]                                                                                        Group ID
  [ -security-style <security style> ]                                                                           Security Style
  [ -unix-permissions <unix perm> ]                                                                              UNIX Permissions
  [ -junction-active {true|false} ]                                                                              *Junction Active
  [ -comment <text (size 0..1023)> ]                                                                             Comment
  [ -space-nearly-full-threshold-percent <percent> ]                                                             Volume Nearly Full Threshold Percent
  [ -space-full-threshold-percent <percent> ]                                                                    Volume Full Threshold Percent
  { [ -max-autosize {<integer>[KB|MB|GB|TB|PB]} ]                                                                Maximum Autosize
    [ -min-autosize {<integer>[KB|MB|GB|TB|PB]} ]                                                                Minimum Autosize
    [ -autosize-grow-threshold-percent <percent> ]                                                               Autosize Grow Threshold Percentage
    [ -autosize-shrink-threshold-percent <percent> ]                                                             Autosize Shrink Threshold Percentage
    [ -autosize-mode {off|grow|grow_shrink} ]                                                                    Autosize Mode
  | [ -autosize-reset [true] ] }                                                                                 Autosize Reset
  [ -files <integer> ]                                                                                           Total Files (for user-visible data)
  [ -files-set-maximum {true|false} ]                                                                            *Set Total Files (for user-visible data) to the Highest Value that the
                                                                                                                 Volume can Hold
  [ -maxdir-size {<integer>[KB|MB|GB|TB|PB]} ]                                                                   *Maximum Directory Size
  { [ -space-slo {none|thick|semi-thick} ]                                                                       Space SLO
  | [ -space-guarantee|-s {none|volume} ]                                                                        Space Guarantee Style
    [ -fractional-reserve <percent> ]                                                                            Fractional Reserve
  [ -min-readahead {true|false} ]                                                                                *Minimum Read Ahead
  [ -atime-update {true|false} ]                                                                                 *Access Time Update Enabled
  [ -snapdir-access {true|false} ]                                                                               Snapshot Directory Access Enabled
  [ -percent-snapshot-space <percent> ]                                                                          Space Reserved for Snapshot Copies
  [ -snapshot-policy <snapshot policy> ]                                                                         Snapshot Policy
  [ -language <language_code> ]                                                                                  Language
  [ -foreground {true|false} ]                                                                                   Foreground Process
  [ -nvfail {on|off} ]                                                                                           NVFAIL Option
  [ -in-nvfailed-state {true|false} ]                                                                            *Volume's NVFAIL State
  [ -dr-force-nvfail {on|off} ]                                                                                  Force NVFAIL on MetroCluster Switchover
  [ -filesys-size-fixed {true|false} ]                                                                           Is File System Size Fixed
  [ -extent-enabled {off|on|space-optimized} ]                                                                   (DEPRECATED)-Extent Option
  [ -max-write-alloc-blocks {0..2048} ]                                                                          *Maximum Write Allocation Blocks
  [ -convert-ucode {true|false} ]                                                                                *Convert Directories to Unicode Format
  [ -space-mgmt-try-first {volume_grow|snap_delete} ]                                                            Primary Space Management Strategy
  [ -read-realloc {off|on|space-optimized} ]                                                                     Read Reallocation Option
  [ -sched-snap-name {create-time|ordinal} ]                                                                     Naming Scheme for Automatic Snapshot Copies
  { [ -qos-policy-group <text> ]                                                                                 QoS Policy Group Name
  | [ -qos-adaptive-policy-group <text> ] }                                                                      QoS Adaptive Policy Group Name
  [ -caching-policy <text> ]                                                                                     Caching Policy Name
  [ -cache-retention-priority {normal|low|high} ]                                                                *Cache Retention Priority
  [ -is-autobalance-eligible {true|false} ]                                                                      *Is Eligible for Auto Balance Aggregate
  [ -flexgroup-index <integer> ]                                                                                 *FlexGroup Index
  [ -max-constituent-size {<integer>[KB|MB|GB|TB|PB]} ]                                                          *Maximum size of a FlexGroup Constituent
  [ -vserver-dr-protection {protected|unprotected} ]                                                             Vserver DR Protection
  [ -snapshot-snapdb-enabled {true|false} ]                                                                      *SnapDB Snapshot Metadata Cache
  [ -is-space-reporting-logical {true|false} ]                                                                   Logical Space Reporting
  [ -is-space-enforcement-logical {true|false} ]                                                                 Logical Space Enforcement
  [ -tiering-policy <Tiering Policy> ]                                                                           Volume Tiering Policy
  [ -cloud-retrieval-policy {default|on-read|never|promote} ]                                                    *Volume Cloud Retrieval Policy
  [ -tiering-minimum-cooling-days {2..183} ]                                                                     *Volume Tiering Minimum Cooling Days
  [ -tiering-object-tags <text>, ... ]                                                                           Tags to be Associated with Objects Stored on a FabricPool
  [ -is-qos-internal-allowed {true|false} ]                                                                      *Allow Volume to Use Internal QoS Policy
  [ -is-flexgroup-constituent-active {true|false} ]                                                              *Is Active FlexGroup Constituent
  [ -workflow {auto|data|hybrid|metadata} ]                                                                      *Type of Workflow
  [ -anti-ransomware-state {disabled|enabled|dry-run|paused|dry-run-paused|enable-paused|disable-in-progress} ]  Anti-ransomware State
  [ -granular-data {disabled|enabled} ]                                                                          Granular data
  [ -atime-update-period <integer> ]                                                                             *Access Time Update Period (Seconds)
  [ -snapshot-locking-enabled {true|false} ]                                                                     Enable Snapshot Copy Locking
  [ -is-large-size-enabled {true|false} ]                                                                        Are Large Size Volumes and Files Enabled
  [ -is-preserve-unlink-enabled {true|false} ]                                                                   *Is Preserve Unlink Enabled
  [ -is-cloud-write-enabled {true|false} ]                                                                       *Is Cloud Write Enabled
  [ -aggressive-readahead-mode {none|file_prefetch} ]                                                            *Aggressive readahead mode

::*> volume create ?
  [ -vserver <vserver name> ]                                                                                    Vserver Name (default: svm)
   [-volume] <volume name>                                                                                       Volume Name
  { [[-aggregate] <aggregate name>]                                                                              Aggregate Name
  | [ -aggr-list <aggregate name>, ... ]                                                                         List of Aggregates for FlexGroup Constituents
    [ -aggr-list-multiplier {1..1000} ]                                                                          Aggregate List Repeat Count
    [ -optimize-aggr-list {true|false} ]                                                                         Have the System Optimize the Order of the Aggregate List
  | [ -auto-provision-as <FlexGroup> ]                                                                           Automatically Provision as Volume of Type
    [ -support-tiering {true|false} ]                                                                            Automatically Provision FlexGroup on FabricPools
    [ -use-mirrored-aggregates {true|false} ]                                                                    Automatically Provision FlexGroup on Mirrored Aggregates
    [ -encryption-type {none|volume|aggregate} ]                                                                 Encryption Type
    [ -nodes <nodename>, ... ] }                                                                                 List of Nodes Hosting the Volume
  [ -size {<integer>[KB|MB|GB|TB|PB]} ]                                                                          Volume Size
  [ -state {online|restricted|offline|force-online|force-offline|mixed} ]                                        Volume State (default: online)
  [ -policy <text> ]                                                                                             Export Policy (default: default)
  [ -user <user name> ]                                                                                          User ID
  [ -group <group name> ]                                                                                        Group ID
  [ -security-style <security style> ]                                                                           Security Style
  [ -unix-permissions <unix perm> ]                                                                              UNIX Permissions (default: ---rwxr-xr-x)
  [ -junction-path <junction path> ]                                                                             Junction Path
  [ -junction-active {true|false} ]                                                                              *Junction Active (default: true)
  [ -vsroot {true|false} ]                                                                                       *Vserver Root Volume (default: false)
  [ -comment <text (size 0..1023)> ]                                                                             Comment
  { [ -max-autosize {<integer>[KB|MB|GB|TB|PB]} ]                                                                Maximum Autosize
    [ -min-autosize {<integer>[KB|MB|GB|TB|PB]} ]                                                                Minimum Autosize
    [ -autosize-grow-threshold-percent <percent> ]                                                               Autosize Grow Threshold Percentage
    [ -autosize-shrink-threshold-percent <percent> ]                                                             Autosize Shrink Threshold Percentage
    [ -autosize-mode {off|grow|grow_shrink} ]                                                                    Autosize Mode
  [ -files-set-maximum {true|false} ]                                                                            *Set Total Files (for user-visible data) to the Highest Value that the Volume can Hold
  [ -maxdir-size {<integer>[KB|MB|GB|TB|PB]} ]                                                                   *Maximum Directory Size
  { [ -space-slo {none|thick|semi-thick} ]                                                                       Space SLO
  | [ -space-guarantee|-s {none|volume} ]                                                                        Space Guarantee Style
    [ -type {RW|DP} ] }                                                                                          Volume Type (default: RW)
  [ -snapdir-access {true|false} ]                                                                               Snapshot Directory Access Enabled (default: true)
  [ -percent-snapshot-space <percent> ]                                                                          Space Reserved for Snapshot Copies
  [ -snapshot-policy <snapshot policy> ]                                                                         Snapshot Policy (default: default)
  [ -language <language_code> ]                                                                                  Language
  [ -foreground {true|false} ]                                                                                   Foreground Process (default: true)
  [ -nvfail {on|off} ]                                                                                           NVFAIL Option
  [ -max-write-alloc-blocks {0..2048} ]                                                                          *Maximum Write Allocation Blocks (default: 0)
  [ -vm-align-sector|-e {1..7} ]                                                                                 *Virtual Machine Alignment 512-Byte Sector Count
  [ -vm-align-suffix|-u <text (size 1..32)> ]                                                                    *Virtual Machine Alignment Suffix
  [ -constituent-role <Constituent Roles> ]                                                                      Constituent Volume Role
  { [ -qos-policy-group <text> ]                                                                                 QoS Policy Group Name
  | [ -qos-adaptive-policy-group <text> ] }                                                                      QoS Adaptive Policy Group Name
  [ -caching-policy <text> ]                                                                                     Caching Policy Name
  [ -cache-retention-priority {normal|low|high} ]                                                                *Cache Retention Priority
  [ -is-autobalance-eligible {true|false} ]                                                                      *Is Eligible for Auto Balance Aggregate
  [ -max-constituent-size {<integer>[KB|MB|GB|TB|PB]} ]                                                          *Maximum size of a FlexGroup Constituent
  [ -efficiency-policy <efficiency policy> ]                                                                     *Storage Efficiency Policy
  [ -snaplock-type {non-snaplock|compliance|enterprise} ]                                                        SnapLock Type
  [ -vserver-dr-protection {protected|unprotected} ]                                                             Vserver DR Protection
  [ -snapshot-snapdb-enabled {true|false} ]                                                                      *SnapDB Snapshot Metadata Cache
  [ -encrypt {true|false} ]                                                                                      Enable or Disable Encryption
  [ -is-space-reporting-logical {true|false} ]                                                                   Logical Space Reporting
  [ -is-space-enforcement-logical {true|false} ]                                                                 Logical Space Enforcement
  [ -tiering-policy <Tiering Policy> ]                                                                           Volume Tiering Policy (default: none)
  [ -cloud-retrieval-policy {default|on-read|never|promote} ]                                                    *Volume Cloud Retrieval Policy
  [ -tiering-minimum-cooling-days {2..183} ]                                                                     *Volume Tiering Minimum Cooling Days
  [ -tiering-object-tags <text>, ... ]                                                                           Tags to be Associated with Objects Stored on a FabricPool
  { [ -application-io-size <Application I/O Size> ]                                                              *Block Size to Use by Compression
  | [ -storage-efficiency-mode {default|efficient} ] }                                                           Storage Efficiency Mode
  [ -is-qos-internal-allowed {true|false} ]                                                                      *Allow Volume to Use Internal QoS Policy
  [ -workflow {auto|data|hybrid|metadata} ]                                                                      *Type of Workflow
  [ -analytics-state <Analytics State> ]                                                                         File System Analytics State (default: off)
  [ -activity-tracking-state <Activity Tracking State> ]                                                         Activity Tracking State (default: off)
  [ -key-manager-attribute <text> ]                                                                              Key Manager Attribute
  [ -anti-ransomware-state {disabled|enabled|dry-run|paused|dry-run-paused|enable-paused|disable-in-progress} ]  Anti-ransomware State (default: disabled)
  [ -granular-data {disabled|enabled} ]                                                                          Granular data (default: disabled)
  [ -atime-update-period <integer> ]                                                                             *Access Time Update Period (Seconds)
  [ -snapshot-locking-enabled {true|false} ]                                                                     Enable Snapshot Copy Locking (default: false)
  [ -is-large-size-enabled {true|false} ]                                                                        Are Large Size Volumes and Files Enabled
  [ -is-preserve-unlink-enabled {true|false} ]                                                                   *Is Preserve Unlink Enabled (default: false)
  [ -aggressive-readahead-mode {none|file_prefetch} ]                                                            *Aggressive readahead mode

現在のボリュームの状態は以下のとおりです。cloud write modeは無効です。

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show -volume vol1 -fields available, filesystem-size, total, used, percent-used, performance-tier-inactive-user-data, performance-tier-inactive-user-data-percent, size, dedupe-space-saved, dedupe-space-saved-percent, dedupe-space-shared,logical-used, logical-used-percent,logical-used-by-afs, logical-available, physical-used, physical-used-percent, tiering-policy, is-cloud-write-enabled
vserver volume size  available filesystem-size total   used  percent-used dedupe-space-saved dedupe-space-saved-percent dedupe-space-shared physical-used physical-used-percent logical-used logical-used-percent logical-available logical-used-by-afs tiering-policy performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent is-cloud-write-enabled
------- ------ ----- --------- --------------- ------- ----- ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- -------------- ----------------------------------- ------------------------------------------- ----------------------
svm     vol1   128TB 860.6GB   128TB           121.6TB 308KB 0%           0B                 0%                         0B                  308KB         0%                    308KB        0%                   -                 308KB               all            -                                   -                                           false

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show-footprint -volume vol1


      Vserver : svm
      Volume  : vol1

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                             308KB       0%
             Footprint in Performance Tier             1.85MB     100%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore         0B       0%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Delayed Frees                                    1.55MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                 109.3MB       0%

      Effective Total Footprint                       109.3MB       0%

FsxId04e5e03055492f9d9::*> aggr show-space

      Aggregate : aggr1
      Performance Tier
      Feature                                          Used      Used%
      --------------------------------           ----------     ------
      Volume Footprints                              1.12GB         0%
      Aggregate Metadata                             4.36MB         0%
      Snapshot Reserve                              45.36GB         5%
      Total Used                                    46.48GB         5%

      Total Physical Used                           51.32MB         0%


      Total Provisioned Space                       128.0TB
                                                                14449%


      Aggregate : aggr1
      Object Store: FSxFabricpoolObjectStore
      Feature                                          Used      Used%
      --------------------------------           ----------     ------
      Logical Used                                       0B          -
      Logical Referenced Capacity                        0B          -
      Logical Unreferenced Capacity                      0B          -

      Total Physical Used                                0B          -



2 entries were displayed.

まず、cloud write modeが無効な状態での書き込みをしてみます。

NFSクライアントからボリュームをマウントして、32GiBのファイルを作成します。

$ sudo mount -t nfs svm-00a3699667c00c2c0.fs-04e5e03055492f9d9.fsx.us-east-1.amazonaws.com:/vol1 /mnt/fsxn/vol1

$ df -hT -t nfs4
Filesystem                                                                   Type  Size  Used Avail Use% Mounted on
svm-00a3699667c00c2c0.fs-04e5e03055492f9d9.fsx.us-east-1.amazonaws.com:/vol1 nfs4  122T  121T  861G 100% /mnt/fsxn/vol1

$ sudo dd if=/dev/urandom of=/mnt/fsxn/vol1/random_pattern_binary_block_32GiB bs=1M count=32768
32768+0 records in
32768+0 records out
34359738368 bytes (34 GB, 32 GiB) copied, 232.134 s, 148 MB/s

書き込み速度は148MBpsでした。

この時のボリュームの情報は以下のとおりです。

::*> date show -fields date
  (cluster date show)
node                      date
------------------------- -------------------------
FsxId04e5e03055492f9d9-01 2/11/2024 07:17:56 +00:00
FsxId04e5e03055492f9d9-02 2/11/2024 07:17:56 +00:00
2 entries were displayed.

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show -volume vol1 -fields available, filesystem-size, total, used, percent-used, performance-tier-inactive-user-data, performance-tier-inactive-user-data-percent, size, dedupe-space-saved, dedupe-space-saved-percent, dedupe-space-shared,logical-used, logical-used-percent,logical-used-by-afs, logical-available, physical-used, physical-used-percent, tiering-policy, is-cloud-write-enabled
vserver volume size  available filesystem-size total   used    percent-used dedupe-space-saved dedupe-space-saved-percent dedupe-space-shared physical-used physical-used-percent logical-used logical-used-percent logical-available logical-used-by-afs tiering-policy performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent is-cloud-write-enabled
------- ------ ----- --------- --------------- ------- ------- ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- -------------- ----------------------------------- ------------------------------------------- ----------------------
svm     vol1   128TB 844.1GB   128TB           121.6TB 32.14GB 0%           0B                 0%                         0B                  32.14GB       0%                    32.14GB      0%                   -                 32.14GB             all            -                                   -                                           false

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show-footprint -volume vol1


      Vserver : svm
      Volume  : vol1

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                           32.14GB       4%
             Footprint in Performance Tier            308.5MB       1%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                         32GB      99%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        322.4MB       0%
      Delayed Frees                                   167.4MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                 32.62GB       4%

      Effective Total Footprint                       32.62GB       4%

FsxId04e5e03055492f9d9::*> aggr show-space

      Aggregate : aggr1
      Performance Tier
      Feature                                          Used      Used%
      --------------------------------           ----------     ------
      Volume Footprints                              1.63GB         0%
      Aggregate Metadata                            16.08GB         2%
      Snapshot Reserve                              45.36GB         5%
      Total Used                                    63.06GB         7%

      Total Physical Used                           32.96GB         4%


      Total Provisioned Space                       128.0TB
                                                                14449%


      Aggregate : aggr1
      Object Store: FSxFabricpoolObjectStore
      Feature                                          Used      Used%
      --------------------------------           ----------     ------
      Logical Used                                  17.36GB          -
      Logical Referenced Capacity                   17.36GB          -
      Logical Unreferenced Capacity                      0B          -

      Total Physical Used                           17.36GB          -



2 entries were displayed.

---

::*> date show -fields date
  (cluster date show)
node                      date
------------------------- -------------------------
FsxId04e5e03055492f9d9-01 2/11/2024 07:21:56 +00:00
FsxId04e5e03055492f9d9-02 2/11/2024 07:21:56 +00:00
2 entries were displayed.

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show -volume vol1 -fields available, filesystem-size, total, used, percent-used, performance-tier-inactive-user-data, performance-tier-inactive-user-data-percent, size, dedupe-space-saved, dedupe-space-saved-percent, dedupe-space-shared,logical-used, logical-used-percent,logical-used-by-afs, logical-available, physical-used, physical-used-percent, tiering-policy, is-cloud-write-enabled
vserver volume size  available filesystem-size total   used    percent-used dedupe-space-saved dedupe-space-saved-percent dedupe-space-shared physical-used physical-used-percent logical-used logical-used-percent logical-available logical-used-by-afs tiering-policy performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent is-cloud-write-enabled
------- ------ ----- --------- --------------- ------- ------- ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- -------------- ----------------------------------- ------------------------------------------- ----------------------
svm     vol1   128TB 859.9GB   128TB           121.6TB 32.14GB 0%           0B                 0%                         0B                  32.14GB       0%                    32.14GB      0%                   -                 32.14GB             all            -                                   -                                           false

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show-footprint -volume vol1


      Vserver : svm
      Volume  : vol1

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                           32.14GB       4%
             Footprint in Performance Tier            308.5MB       1%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                         32GB      99%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        322.4MB       0%
      Delayed Frees                                   167.4MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                 32.62GB       4%

      Effective Total Footprint                       32.62GB       4%

FsxId04e5e03055492f9d9::*> aggr show-space

      Aggregate : aggr1
      Performance Tier
      Feature                                          Used      Used%
      --------------------------------           ----------     ------
      Volume Footprints                              1.63GB         0%
      Aggregate Metadata                            257.4MB         0%
      Snapshot Reserve                              45.36GB         5%
      Total Used                                    47.23GB         5%

      Total Physical Used                            4.12GB         0%


      Total Provisioned Space                       128.0TB
                                                                14449%


      Aggregate : aggr1
      Object Store: FSxFabricpoolObjectStore
      Feature                                          Used      Used%
      --------------------------------           ----------     ------
      Logical Used                                  32.28GB          -
      Logical Referenced Capacity                   32.12GB          -
      Logical Unreferenced Capacity                 159.8MB          -

      Total Physical Used                           32.28GB          -



2 entries were displayed.

書き込み完了後にすぐに確認すると、volume show-footprintでは99%のデータがキャパシティプール上にあるとレポートされていましたが、実際にはキャパシティプールストレージには17.36GBしか書き込まれていませんでした。しばらくすると、32.28GB書き込まれていたので、SSDからキャパシティプールストレージへの書き込みにはラグがあることが分かります。

CloudWatchメトリクスは以下のとおりです。

cloud write modeが無効な状態での書き込み

書き込みを開始すると、まずSSDの使用量が増加し、その後キャパシティプールストレージの使用量が増加していることが分かります。

ONTAPの挙動として、階層化の処理よりもNASアクセスの方が優先されます。大量の書き込みがあればキャパシティプールストレージへの書き込みよりもSSDが一杯になってしまうでしょう。

cloud write modeが有効な状態での書き込み

次に、cloud write modeが有効な状態での書き込みです。

cloud write modeを有効にします。

::*> volume modify -volume vol1 -is-cloud-write-enabled true
Volume modify successful on volume vol1 of Vserver svm.

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show -volume vol1 -fields is-cloud-write-enabled
vserver volume is-cloud-write-enabled
------- ------ ----------------------
svm     vol1   true

先ほどと同様に32GiBのファイルを作成します。

$ sudo dd if=/dev/urandom of=/mnt/fsxn/vol1/random_pattern_binary_block_32GiB_2 bs=1M count=32768
32768+0 records in
32768+0 records out
34359738368 bytes (34 GB, 32 GiB) copied, 233.64 s, 147 MB/s

書き込み速度は147MBpsでした。cloud write modeが無効の場合と変わりありません。SSDとキャパシティプールストレージを比較すると、SSDの方が書き込み性能は優れていそうです。書き込み速度が変わらないということは、FSxNのメモリ上で一度受け止めて捌いているのでしょうか。それともキャパシティプールストレージへの書き込み速度はSSDと遜色ないのでしょうか。

この時のボリュームの情報は以下のとおりです。

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show -volume vol1 -fields available, filesystem-size, total, used, percent-used, performance-tier-inactive-user-data, performance-tier-inactive-user-data-percent, size, dedupe-space-saved, dedupe-space-saved-percent, dedupe-space-shared,logical-used, logical-used-percent,logical-used-by-afs, logical-available, physical-used, physical-used-percent, tiering-policy, is-cloud-write-enabled
vserver volume size  available filesystem-size total   used    percent-used dedupe-space-saved dedupe-space-saved-percent dedupe-space-shared physical-used physical-used-percent logical-used logical-used-percent logical-available logical-used-by-afs tiering-policy performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent is-cloud-write-enabled
------- ------ ----- --------- --------------- ------- ------- ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- -------------- ----------------------------------- ------------------------------------------- ----------------------
svm     vol1   128TB 859.4GB   128TB           121.6TB 64.27GB 0%           0B                 0%                         0B                  64.27GB       0%                    64.27GB      0%                   -                 64.27GB             all            -                                   -                                           true

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show-footprint -volume vol1


      Vserver : svm
      Volume  : vol1

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                           64.27GB       7%
             Footprint in Performance Tier            466.7MB       1%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                         64GB      99%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        429.9MB       0%
      Delayed Frees                                   186.4MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                 64.88GB       7%

      Effective Total Footprint                       64.88GB       7%

FsxId04e5e03055492f9d9::*> aggr show-space

      Aggregate : aggr1
      Performance Tier
      Feature                                          Used      Used%
      --------------------------------           ----------     ------
      Volume Footprints                              1.89GB         0%
      Aggregate Metadata                            507.5MB         0%
      Snapshot Reserve                              45.36GB         5%
      Total Used                                    47.74GB         5%

      Total Physical Used                           19.66GB         2%


      Total Provisioned Space                       128.0TB
                                                                14449%


      Aggregate : aggr1
      Object Store: FSxFabricpoolObjectStore
      Feature                                          Used      Used%
      --------------------------------           ----------     ------
      Logical Used                                  64.56GB          -
      Logical Referenced Capacity                   64.25GB          -
      Logical Unreferenced Capacity                 319.5MB          -

      Total Physical Used                           64.56GB          -



2 entries were displayed.

書き込みが完了して数秒以内に確認しましたが、すでにキャパシティプールストレージの使用量は64.56GBとなっています。

CloudWatchメトリクスは以下のとおりです。

cloud write modeが有効な状態での書き込み_2

SSD使用量の増減がほとんどありません。一方で、キャパシティプールストレージの使用量は書き込んでいる間、ほぼ単調に増加しています。

cloud write modeが有効な状態での書き込み_64GiB

これはすごい。顧客が求めていたものです。

cloud write modeが有効な状態での書き込み (64GiB)

より、大きいサイズのデータを一気に書き込む場合はどうでしょうか。転送速度が落ちるのか気になります。

FSxNファイルシステムのスループットキャパシティは128MBpsです。

::*> node virtual-machine instance show-settings -node FsxId04e5e03055492f9d9-01 -instance

                                   Node: FsxId04e5e03055492f9d9-01
                       Provider VM Name: -
              Consumer of this Instance: FSx
          Storage Type for the Instance: SSD
Storage Capacity for the Instance in GB: 1024
 Committed IOPS per GB for the Instance: 3072
Maximum Throughput Capacity in MB/s for the Instance: 128
  Total Network Bandwidth Limit in MB/s: -
   Total Volume Bandwidth Limit in MB/s: -

スループットキャパシティが128MBpsの場合のインメモリキャッシュサイズは16GBです。インメモリキャッシュサイズ = メモリサイズという訳ではないですが、目安にはなるような気がします。

試しに64GiBのファイルを追加します。

64GiBのデータを受け止められるように、ボリュームサイズを256GiBに変更します。

::*> volume modify -volume vol1 -size 256GB
Volume modify successful on volume vol1 of Vserver svm.

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show -volume vol1
Vserver   Volume       Aggregate    State      Type       Size  Available Used%
--------- ------------ ------------ ---------- ---- ---------- ---------- -----
svm       vol1         aggr1        online     RW        256GB    178.9GB   26%

64GiBのファイルを作成します。

$ sudo dd if=/dev/urandom of=/mnt/fsxn/vol1/random_pattern_binary_block_64GiB bs=1M count=65536
65536+0 records in
65536+0 records out
68719476736 bytes (69 GB, 64 GiB) copied, 467.893 s, 147 MB/s

書き込み速度は147MBpsでした。またしてもcloud write modeが無効の状態と変わりありません。

ボリュームの状態は以下のとおりです。

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show -volume vol1 -fields available, filesystem-size, total, used, percent-used, performance-tier-inactive-user-data, performance-tier-inactive-user-data-percent, size, dedupe-space-saved, dedupe-space-saved-percent, dedupe-space-shared,logical-used, logical-used-percent,logical-used-by-afs, logical-available, physical-used, physical-used-percent, tiering-policy, is-cloud-write-enabled
vserver volume size  available filesystem-size total   used    percent-used dedupe-space-saved dedupe-space-saved-percent dedupe-space-shared physical-used physical-used-percent logical-used logical-used-percent logical-available logical-used-by-afs tiering-policy performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent is-cloud-write-enabled
------- ------ ----- --------- --------------- ------- ------- ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- -------------- ----------------------------------- ------------------------------------------- ----------------------
svm     vol1   256GB 114.7GB   256GB           243.2GB 128.5GB 52%          0B                 0%                         0B                  128.5GB       50%                   128.5GB      53%                  -                 128.5GB             all            -                                   -                                           true

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show-footprint -volume vol1


      Vserver : svm
      Volume  : vol1

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                           128.5GB      14%
             Footprint in Performance Tier            782.7MB       1%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                        128GB      99%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        752.3MB       0%
      Delayed Frees                                   224.1MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                 129.5GB      14%

      Effective Total Footprint                       129.5GB      14%

FsxId04e5e03055492f9d9::*> aggr show-space

      Aggregate : aggr1
      Performance Tier
      Feature                                          Used      Used%
      --------------------------------           ----------     ------
      Volume Footprints                              2.51GB         0%
      Aggregate Metadata                            748.3MB         0%
      Snapshot Reserve                              45.36GB         5%
      Total Used                                    48.60GB         5%

      Total Physical Used                           22.83GB         3%


      Total Provisioned Space                         257GB        28%


      Aggregate : aggr1
      Object Store: FSxFabricpoolObjectStore
      Feature                                          Used      Used%
      --------------------------------           ----------     ------
      Logical Used                                  129.1GB          -
      Logical Referenced Capacity                   128.5GB          -
      Logical Unreferenced Capacity                   639MB          -

      Total Physical Used                           129.1GB          -



2 entries were displayed.

書き込みが完了して即座に確認しましたが、キャパシティプールストレージの使用量は129.1GBとなっています。

cloud write modeが有効な状態での書き込み (スループットキャパシティ 512MBps)

スループットキャパシティが512MBpsの場合はどうでしょうか。もしかすると、キャパシティプールストレージへの書き込みスループットの上限が150MBpsほどで、それ以上はスケールしないかもしれません。

FSxNファイルシステムのスループットキャパシティを128MBpsから512MBpsに変更しました。30分ほどかかりました。

::*> node virtual-machine instance show-settings -node FsxId04e5e03055492f9d9-0* -instance

                                   Node: FsxId04e5e03055492f9d9-01
                       Provider VM Name: -
              Consumer of this Instance: FSx
          Storage Type for the Instance: SSD
Storage Capacity for the Instance in GB: 1024
 Committed IOPS per GB for the Instance: 3072
Maximum Throughput Capacity in MB/s for the Instance: 512
  Total Network Bandwidth Limit in MB/s: -
   Total Volume Bandwidth Limit in MB/s: -

                                   Node: FsxId04e5e03055492f9d9-02
                       Provider VM Name: -
              Consumer of this Instance: FSx
          Storage Type for the Instance: SSD
Storage Capacity for the Instance in GB: 1024
 Committed IOPS per GB for the Instance: 3072
Maximum Throughput Capacity in MB/s for the Instance: 512
  Total Network Bandwidth Limit in MB/s: -
   Total Volume Bandwidth Limit in MB/s: -
2 entries were displayed.

ファイルを追加するにあたって、ボリュームサイズを100TiBに拡張します。

::*> volume modify -volume vol1 -size 100TB
Volume modify successful on volume vol1 of Vserver svm.

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show -volume vol1
Vserver   Volume       Aggregate    State      Type       Size  Available Used%
--------- ------------ ------------ ---------- ---- ---------- ---------- -----
svm       vol1         aggr1        online     RW        100TB    858.6GB    0%

また、EC2インスタンスの性能がボトルネックになるのは嫌です。c7i2.xlargeに変更します。

$ lscpu
Architecture:            x86_64
  CPU op-mode(s):        32-bit, 64-bit
  Address sizes:         46 bits physical, 48 bits virtual
  Byte Order:            Little Endian
CPU(s):                  8
  On-line CPU(s) list:   0-7
Vendor ID:               GenuineIntel
  Model name:            Intel(R) Xeon(R) Platinum 8488C
    CPU family:          6
    Model:               143
    Thread(s) per core:  2
    Core(s) per socket:  4
    Socket(s):           1
    Stepping:            8
    BogoMIPS:            4800.00
    Flags:               fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ss ht syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon rep_good nopl xtopology nonstop_tsc cpuid aperfmperf tsc_known_freq
                         pni pclmulqdq monitor ssse3 fma cx16 pdcm pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm abm 3dnowprefetch invpcid_single ssbd ibrs ibpb stibp ibrs_enhanced fsgsbase tsc_a
                         djust bmi1 avx2 smep bmi2 erms invpcid avx512f avx512dq rdseed adx smap avx512ifma clflushopt clwb avx512cd sha_ni avx512bw avx512vl xsaveopt xsavec xgetbv1 xsaves avx_vnni avx512_bf16 wbnoinvd ida arat avx512vbmi umip pku ospk
                         e waitpkg avx512_vbmi2 gfni vaes vpclmulqdq avx512_vnni avx512_bitalg tme avx512_vpopcntdq rdpid cldemote movdiri movdir64b md_clear serialize amx_bf16 avx512_fp16 amx_tile amx_int8 flush_l1d arch_capabilities
Virtualization features:
  Hypervisor vendor:     KVM
  Virtualization type:   full
Caches (sum of all):
  L1d:                   192 KiB (4 instances)
  L1i:                   128 KiB (4 instances)
  L2:                    8 MiB (4 instances)
  L3:                    105 MiB (1 instance)
NUMA:
  NUMA node(s):          1
  NUMA node0 CPU(s):     0-7
Vulnerabilities:
  Gather data sampling:  Not affected
  Itlb multihit:         Not affected
  L1tf:                  Not affected
  Mds:                   Not affected
  Meltdown:              Not affected
  Mmio stale data:       Not affected
  Retbleed:              Not affected
  Spec rstack overflow:  Not affected
  Spec store bypass:     Mitigation; Speculative Store Bypass disabled via prctl
  Spectre v1:            Mitigation; usercopy/swapgs barriers and __user pointer sanitization
  Spectre v2:            Mitigation; Enhanced IBRS, IBPB conditional, RSB filling, PBRSB-eIBRS SW sequence
  Srbds:                 Not affected
  Tsx async abort:       Not affected

せっかくなのでfioで計測しましょう。fioをインストールします。

$ sudo dnf install fio
Last metadata expiration check: 2:24:20 ago on Sun Feb 11 07:02:45 2024.Dependencies resolved.
==============================================================================================================
 Package                      Architecture      Version                          Repository              Size
==============================================================================================================
Installing:
 fio                          x86_64            3.32-2.amzn2023.0.3              amazonlinux            5.2 M
Installing dependencies:
 librdmacm                    x86_64            37.0-1.amzn2023.0.3              amazonlinux             72 k
Installing weak dependencies:
 fio-engine-http              x86_64            3.32-2.amzn2023.0.3              amazonlinux             20 k
 fio-engine-libaio            x86_64            3.32-2.amzn2023.0.3              amazonlinux             17 k
 fio-engine-rdma              x86_64            3.32-2.amzn2023.0.3              amazonlinux             23 k

Transaction Summary
==============================================================================================================
Install  5 Packages

Total download size: 5.3 M
Installed size: 7.6 M
Is this ok [y/N]: y
Downloading Packages:
(1/5): fio-engine-http-3.32-2.amzn2023.0.3.x86_64.rpm                         300 kB/s |  20 kB     00:00
(2/5): librdmacm-37.0-1.amzn2023.0.3.x86_64.rpm                               801 kB/s |  72 kB     00:00
(3/5): fio-engine-rdma-3.32-2.amzn2023.0.3.x86_64.rpm                         546 kB/s |  23 kB     00:00
(4/5): fio-engine-libaio-3.32-2.amzn2023.0.3.x86_64.rpm                       301 kB/s |  17 kB     00:00
(5/5): fio-3.32-2.amzn2023.0.3.x86_64.rpm                                      26 MB/s | 5.2 MB     00:00
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Total                                                                          22 MB/s | 5.3 MB     00:00
Running transaction check
Transaction check succeeded.
.
.
(中略)
.
.
Installed:
  fio-3.32-2.amzn2023.0.3.x86_64                         fio-engine-http-3.32-2.amzn2023.0.3.x86_64
  fio-engine-libaio-3.32-2.amzn2023.0.3.x86_64           fio-engine-rdma-3.32-2.amzn2023.0.3.x86_64
  librdmacm-37.0-1.amzn2023.0.3.x86_64

Complete!

fioでスループット計測します。16多重でランダムで書き込みます。

$ sudo fio \
  --directory=/mnt/fsxn/vol1/ \
  --name fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs \
  --ioengine=psync \
  --direct=1 \
  --rw=randwrite \
  --bs=1M \
  --size=128G \
  --numjobs=16 \
  --runtime=600 \
  --group_reporting \
  --norandommap
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: (g=0): rw=randwrite, bs=(R) 1024KiB-1024KiB, (W) 1024KiB-1024KiB, (T) 1024KiB-1024KiB, ioengine=psync, iodepth=1
...
fio-3.32
Starting 16 processes
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
Jobs: 16 (f=16): [w(16)][100.0%][w=360MiB/s][w=360 IOPS][eta 00m:00s]
fio_rw_1MiB_block_128GiB_16jobs: (groupid=0, jobs=16): err= 0: pid=26180: Sun Feb 11 09:37:45 2024
  write: IOPS=404, BW=405MiB/s (424MB/s)(237GiB/600022msec); 0 zone resets
    clat (msec): min=9, max=379, avg=39.51, stdev=29.64
     lat (msec): min=9, max=379, avg=39.55, stdev=29.64
    clat percentiles (msec):
     |  1.00th=[   23],  5.00th=[   25], 10.00th=[   26], 20.00th=[   27],
     | 30.00th=[   27], 40.00th=[   28], 50.00th=[   28], 60.00th=[   29],
     | 70.00th=[   32], 80.00th=[   39], 90.00th=[   74], 95.00th=[  108],
     | 99.00th=[  171], 99.50th=[  188], 99.90th=[  218], 99.95th=[  236],
     | 99.99th=[  305]
   bw (  KiB/s): min=235520, max=606208, per=100.00%, avg=414409.25, stdev=3333.75, samples=19184
   iops        : min=  230, max=  592, avg=404.61, stdev= 3.25, samples=19184
  lat (msec)   : 10=0.01%, 20=0.01%, 50=84.13%, 100=10.27%, 250=5.55%
  lat (msec)   : 500=0.04%
  cpu          : usr=0.13%, sys=0.28%, ctx=242772, majf=0, minf=142
  IO depths    : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued rwts: total=0,242718,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1

Run status group 0 (all jobs):
  WRITE: bw=405MiB/s (424MB/s), 405MiB/s-405MiB/s (424MB/s-424MB/s), io=237GiB (255GB), run=600022-600022msec

書き込みスループットは405MiBpsです。これは速い。また、そこまでCPUは使われていなさそうです。

EC2インスタンスのCloudWatchメトリクスCPU使用率を確認すると、8%ほどでした。

cloud write modeが有効な状態での書き込み_128GiB_スループットキャパシティ512MBps後のEC2インスタンスのメトリクス

CloudWatchメトリクスは以下のとおりです。線形に増加していますね。

cloud write modeが有効な状態での書き込み_128GiB_スループットキャパシティ512MBps

ボリュームの情報は以下のとおりです。

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show -volume vol1 -fields available, filesystem-size, total, used, percent-used, performance-tier-inactive-user-data, performance-tier-inactive-user-data-percent, size, dedupe-space-saved, dedupe-space-saved-percent, dedupe-space-shared,logical-used, logical-used-percent,logical-used-by-afs, logical-available, physical-used, physical-used-percent, tiering-policy, is-cloud-write-enabled
vserver volume size  available filesystem-size total used    percent-used dedupe-space-saved dedupe-space-saved-percent dedupe-space-shared physical-used physical-used-percent logical-used logical-used-percent logical-available logical-used-by-afs tiering-policy performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent is-cloud-write-enabled
------- ------ ----- --------- --------------- ----- ------- ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- -------------- ----------------------------------- ------------------------------------------- ----------------------
svm     vol1   100TB 853.4GB   100TB           95TB  357.9GB 0%           0B                 0%                         0B                  357.8GB       0%                    357.9GB      0%                   -                 357.9GB             all            -                                   - true

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show-footprint -volume vol1


      Vserver : svm
      Volume  : vol1

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                           357.8GB      39%
             Footprint in Performance Tier             4.18GB       1%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                      355.4GB      99%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                         2.08GB       0%
      Delayed Frees                                    1.73GB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                 361.6GB      40%

      Effective Total Footprint                       361.6GB      40%

FsxId04e5e03055492f9d9::*> aggr show-space

      Aggregate : aggr1
      Performance Tier
      Feature                                          Used      Used%
      --------------------------------           ----------     ------
      Volume Footprints                              7.27GB         1%
      Aggregate Metadata                             1.11GB         0%
      Snapshot Reserve                              45.36GB         5%
      Total Used                                    53.74GB         6%

      Total Physical Used                           26.59GB         3%


      Total Provisioned Space                       100.0TB
                                                                11289%


      Aggregate : aggr1
      Object Store: FSxFabricpoolObjectStore
      Feature                                          Used      Used%
      --------------------------------           ----------     ------
      Logical Used                                  368.2GB          -
      Logical Referenced Capacity                   366.4GB          -
      Logical Unreferenced Capacity                  1.78GB          -
      Space Saved by Storage Efficiency             59.97MB          -

      Total Physical Used                           368.2GB          -



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cloud write modeの有無での書き込みスループットの比較

cloud write modeが有効の場合

少しだけcloud write modeの有無での書き込みスループットの比較をしていきます。

EC2インスタンスがボトルネックになると嫌なのでc7i.16xlargeに変更します。

$ lscpu
Architecture:            x86_64
  CPU op-mode(s):        32-bit, 64-bit
  Address sizes:         46 bits physical, 48 bits virtual
  Byte Order:            Little Endian
CPU(s):                  64
  On-line CPU(s) list:   0-63
Vendor ID:               GenuineIntel
  Model name:            Intel(R) Xeon(R) Platinum 8488C
    CPU family:          6
    Model:               143
    Thread(s) per core:  2
    Core(s) per socket:  32
    Socket(s):           1
    Stepping:            8
    BogoMIPS:            4800.00
    Flags:               fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ss ht syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmo
                         n rep_good nopl xtopology nonstop_tsc cpuid aperfmperf tsc_known_freq pni pclmulqdq monitor ssse3 fma cx16 pdcm pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt tsc_de
                         adline_timer aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm abm 3dnowprefetch invpcid_single ssbd ibrs ibpb stibp ibrs_enhanced fsgsbase tsc_adjust bmi1 avx2 s
                         mep bmi2 erms invpcid avx512f avx512dq rdseed adx smap avx512ifma clflushopt clwb avx512cd sha_ni avx512bw avx512vl xsaveopt xsavec xgetbv1 xsaves avx_vnni a
                         vx512_bf16 wbnoinvd ida arat avx512vbmi umip pku ospke waitpkg avx512_vbmi2 gfni vaes vpclmulqdq avx512_vnni avx512_bitalg tme avx512_vpopcntdq rdpid cldemot
                         e movdiri movdir64b md_clear serialize amx_bf16 avx512_fp16 amx_tile amx_int8 flush_l1d arch_capabilities
Virtualization features:
  Hypervisor vendor:     KVM
  Virtualization type:   full
Caches (sum of all):
  L1d:                   1.5 MiB (32 instances)
  L1i:                   1 MiB (32 instances)
  L2:                    64 MiB (32 instances)
  L3:                    105 MiB (1 instance)
NUMA:
  NUMA node(s):          1
  NUMA node0 CPU(s):     0-63
Vulnerabilities:
  Gather data sampling:  Not affected
  Itlb multihit:         Not affected
  L1tf:                  Not affected
  Mds:                   Not affected
  Meltdown:              Not affected
  Mmio stale data:       Not affected
  Retbleed:              Not affected
  Spec rstack overflow:  Not affected
  Spec store bypass:     Mitigation; Speculative Store Bypass disabled via prctl
  Spectre v1:            Mitigation; usercopy/swapgs barriers and __user pointer sanitization
  Spectre v2:            Mitigation; Enhanced IBRS, IBPB conditional, RSB filling, PBRSB-eIBRS SW sequence
  Srbds:                 Not affected
  Tsx async abort:       Not affected

1MiBブロックを64多重で書き込みます。

$ sudo fio \
  --directory=/mnt/fsxn/vol1/ \
  --name fio_rw_1MiB_block_128GiB_64jobs \
  --ioengine=psync \
  --direct=1 \
  --rw=randwrite \
  --bs=1M \
  --size=128G \
  --numjobs=64 \
  --runtime=600 \
  --group_reporting \
  --norandommap
fio_rw_1MiB_block_128GiB_64jobs: (g=0): rw=randwrite, bs=(R) 1024KiB-1024KiB, (W) 1024KiB-1024KiB, (T) 1024KiB-1024KiB, ioengine=psync, iodepth=1
...
fio-3.32
Starting 64 processes
fio_rw_1MiB_block_128GiB_64jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_64jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
.
.
(中略)
.
.
fio_rw_1MiB_block_128GiB_64jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_1MiB_block_128GiB_64jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
Jobs: 64 (f=64): [w(64)][100.0%][w=387MiB/s][w=387 IOPS][eta 00m:00s]
fio_rw_1MiB_block_128GiB_64jobs: (groupid=0, jobs=64): err= 0: pid=7110: Sun Feb 11 10:14:00 2024
  write: IOPS=400, BW=400MiB/s (420MB/s)(235GiB/600060msec); 0 zone resets
    clat (msec): min=62, max=797, avg=159.79, stdev=67.63
     lat (msec): min=62, max=797, avg=159.81, stdev=67.62
    clat percentiles (msec):
     |  1.00th=[  106],  5.00th=[  108], 10.00th=[  109], 20.00th=[  111],
     | 30.00th=[  113], 40.00th=[  116], 50.00th=[  120], 60.00th=[  142],
     | 70.00th=[  180], 80.00th=[  215], 90.00th=[  275], 95.00th=[  305],
     | 99.00th=[  342], 99.50th=[  355], 99.90th=[  451], 99.95th=[  493],
     | 99.99th=[  793]
   bw (  KiB/s): min=184348, max=610656, per=100.00%, avg=410607.87, stdev=1172.25, samples=76672
   iops        : min=  180, max=  596, avg=400.84, stdev= 1.14, samples=76672
  lat (msec)   : 100=0.01%, 250=85.88%, 500=14.07%, 750=0.01%, 1000=0.03%
  cpu          : usr=0.02%, sys=0.06%, ctx=240512, majf=1, minf=704
  IO depths    : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued rwts: total=0,240286,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1

Run status group 0 (all jobs):
  WRITE: bw=400MiB/s (420MB/s), 400MiB/s-400MiB/s (420MB/s-420MB/s), io=235GiB (252GB), run=600060-600060msec

書き込みスループットは400MiBpsですね。

4KiBブロックを64多重で書き込みます。

$ sudo fio \
  --directory=/mnt/fsxn/vol1/ \
  --name fio_rw_4KiB_block_128GiB_64jobs \
  --ioengine=psync \
  --direct=1 \
  --rw=randwrite \
  --bs=4K \
  --size=128G \
  --numjobs=64 \
  --loop=0 \
  --group_reporting \
  --norandommap
fio_rw_4KiB_block_128GiB_64jobs: (g=0): rw=randwrite, bs=(R) 4096B-4096B, (W) 4096B-4096B, (T) 4096B-4096B, ioengine=psync, iodepth=1
...
fio-3.32
Starting 64 processes
fio_rw_4KiB_block_128GiB_64jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_4KiB_block_128GiB_64jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
.
.
(中略)
.
.
fio_rw_4KiB_block_128GiB_64jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
fio_rw_4KiB_block_128GiB_64jobs: Laying out IO file (1 file / 131072MiB)
^Cbs: 64 (f=64): [w(64)][-.-%][w=95.3MiB/s][w=24.4k IOPS][eta 00m:00s]
fio: terminating on signal 2

fio_rw_4KiB_block_128GiB_64jobs: (groupid=0, jobs=64): err= 0: pid=8020: Sun Feb 11 10:26:51 2024
  write: IOPS=32.1k, BW=125MiB/s (132MB/s)(54.9GiB/447899msec); 0 zone resets
    clat (usec): min=1312, max=1118.4k, avg=1990.60, stdev=2670.15
     lat (usec): min=1312, max=1118.4k, avg=1990.91, stdev=2670.15
    clat percentiles (usec):
     |  1.00th=[  1483],  5.00th=[  1549], 10.00th=[  1598], 20.00th=[  1663],
     | 30.00th=[  1713], 40.00th=[  1762], 50.00th=[  1811], 60.00th=[  1844],
     | 70.00th=[  1909], 80.00th=[  1991], 90.00th=[  2147], 95.00th=[  2376],
     | 99.00th=[  6587], 99.50th=[  8160], 99.90th=[ 21627], 99.95th=[ 40109],
     | 99.99th=[104334]
   bw (  KiB/s): min=20689, max=152396, per=100.00%, avg=128517.47, stdev=244.54, samples=57276
   iops        : min= 5172, max=38099, avg=32127.63, stdev=61.16, samples=57276
  lat (msec)   : 2=81.03%, 4=17.28%, 10=1.40%, 20=0.18%, 50=0.07%
  lat (msec)   : 100=0.03%, 250=0.01%, 500=0.01%, 750=0.01%, 1000=0.01%
  lat (msec)   : 2000=0.01%
  cpu          : usr=0.27%, sys=0.78%, ctx=14380851, majf=1, minf=737
  IO depths    : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued rwts: total=0,14380182,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1

Run status group 0 (all jobs):
  WRITE: bw=125MiB/s (132MB/s), 125MiB/s-125MiB/s (132MB/s-132MB/s), io=54.9GiB (58.9GB), run=447899-447899msec

書き込みスループットは125MiBpsでした。ただしIOPSが32.1Kです。FSxNファイルシステムSSDのIOPSは3,072です。IOPS周りのメトリクスを確認してみます。

IOPS

10:03~10:15の山が1MiBブロックで書き込んだとき、10:18~の山が1KiBブロック書き込んだときです。ファイルサーバーとストレージボリューム間のディスク IOPSをSSDのプロビジョニングされたディスク IOPS 制限に対する割合DiskIopsUtilizationはどちらのパターンも100%付近を指しています。

一方で、ファイルサーバーの使用可能なディスク IOPSキャパシティのIOPS 使用率FileServerDiskIopsUtilizationは20%未満と低い値を指しています。そのため、NFSクライアントとFSxNファイルシステムのインターフェイス間のIOPSには余裕がありそうです。

SSDに対する書き込みIOPSを確認してみます。

DiskWriteOperations ps

3,000前後を推移しています。cloud write modeを有効化していてもFSxN的にはSSDに書き込むときと同じ操作を指しているようです。そのため、SSDのIOPS上限の影響は受けそうですね。

キャパシティプールストレージの書き込みIOPSを確認してみます。

Capacity Pool Storage Write IOPS

こちらは100前後です。キャパシティプールストレージの書き込みは4KiBのデータブロックを1,000個単位でまとめて行うので違和感はありません。

続いて、4MiBブロックで64多重で書き込みます。

$ sudo fio \
  --directory=/mnt/fsxn/vol1/ \
  --name fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs \
  --ioengine=psync \
  --direct=1 \
  --rw=randwrite \
  --bs=4M \
  --size=64G \
  --numjobs=64 \
  --runtime=60 \
  --group_reporting \
  --norandommap
fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs: (g=0): rw=randwrite, bs=(R) 4096KiB-4096KiB, (W) 4096KiB-4096KiB, (T) 4096KiB-4096KiB, ioengine=psync, iodepth=1
...
fio-3.32
Starting 64 processes
fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
.
.
(中略)
.
.
fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
Jobs: 64 (f=64): [w(64)][100.0%][w=368MiB/s][w=92 IOPS][eta 00m:00s]
fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs: (groupid=0, jobs=64): err= 0: pid=9083: Sun Feb 11 10:30:55 2024
  write: IOPS=97, BW=391MiB/s (410MB/s)(23.0GiB/60214msec); 0 zone resets
    clat (msec): min=92, max=1355, avg=653.74, stdev=128.16
     lat (msec): min=92, max=1355, avg=653.93, stdev=128.16
    clat percentiles (msec):
     |  1.00th=[  439],  5.00th=[  510], 10.00th=[  523], 20.00th=[  558],
     | 30.00th=[  592], 40.00th=[  625], 50.00th=[  642], 60.00th=[  659],
     | 70.00th=[  693], 80.00th=[  735], 90.00th=[  776], 95.00th=[  827],
     | 99.00th=[ 1284], 99.50th=[ 1351], 99.90th=[ 1351], 99.95th=[ 1351],
     | 99.99th=[ 1351]
   bw (  KiB/s): min=524271, max=533376, per=100.00%, avg=524387.68, stdev=106.77, samples=5824
   iops        : min=  127, max=  130, avg=128.01, stdev= 0.03, samples=5824
  lat (msec)   : 100=0.02%, 500=4.13%, 750=81.29%, 1000=12.33%, 2000=2.24%
  cpu          : usr=0.02%, sys=0.07%, ctx=6107, majf=1, minf=583
  IO depths    : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued rwts: total=0,5889,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1

Run status group 0 (all jobs):
  WRITE: bw=391MiB/s (410MB/s), 391MiB/s-391MiB/s (410MB/s-410MB/s), io=23.0GiB (24.7GB), run=60214-60214msec

書き込みスループットは391MiBpsでした。

cloud write modeが無効の場合

cloud write modeが無効の場合も確認します。

まず、cloud write modeを無効にします。

::*> volume modify -volume vol1 -is-cloud-write-enabled false
Volume modify successful on volume vol1 of Vserver svm.

FsxId04e5e03055492f9d9::*> volume show -volume vol1 -fields is-cloud-write-enabled
vserver volume is-cloud-write-enabled
------- ------ ----------------------
svm     vol1   false

4MiBブロックを64多重で書き込みます。

$ sudo fio \
  --directory=/mnt/fsxn/vol1/ \
  --name fio_rw_1MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false \
  --ioengine=psync \
  --direct=1 \
  --rw=randwrite \
  --bs=1M \
  --size=64G \
  --numjobs=64 \
  --runtime=60 \
  --group_reporting \
  --norandommap
fio_rw_1MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: (g=0): rw=randwrite, bs=(R) 1024KiB-1024KiB, (W) 1024KiB-1024KiB, (T) 1024KiB-1024KiB, ioengine=psync, iodepth=1
...
fio-3.32
Starting 64 processes
fio_rw_1MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
fio_rw_1MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
.
.
(中略)
.
.
fio_rw_1MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
fio_rw_1MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
Jobs: 64 (f=64): [w(64)][100.0%][w=553MiB/s][w=552 IOPS][eta 00m:00s]
fio_rw_1MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: (groupid=0, jobs=64): err= 0: pid=9502: Sun Feb 11 10:34:41 2024
  write: IOPS=555, BW=555MiB/s (582MB/s)(32.6GiB/60067msec); 0 zone resets
    clat (msec): min=4, max=153, avg=115.13, stdev= 4.08
     lat (msec): min=4, max=153, avg=115.16, stdev= 4.08
    clat percentiles (msec):
     |  1.00th=[  108],  5.00th=[  109], 10.00th=[  111], 20.00th=[  113],
     | 30.00th=[  114], 40.00th=[  115], 50.00th=[  115], 60.00th=[  116],
     | 70.00th=[  117], 80.00th=[  118], 90.00th=[  120], 95.00th=[  121],
     | 99.00th=[  126], 99.50th=[  129], 99.90th=[  146], 99.95th=[  148],
     | 99.99th=[  148]
   bw (  KiB/s): min=489659, max=655440, per=99.97%, avg=568523.63, stdev=977.84, samples=7649
   iops        : min=  477, max=  640, avg=555.18, stdev= 0.96, samples=7649
  lat (msec)   : 10=0.01%, 50=0.01%, 100=0.18%, 250=99.81%
  cpu          : usr=0.03%, sys=0.09%, ctx=33604, majf=0, minf=586
  IO depths    : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued rwts: total=0,33359,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1

Run status group 0 (all jobs):
  WRITE: bw=555MiB/s (582MB/s), 555MiB/s-555MiB/s (582MB/s-582MB/s), io=32.6GiB (35.0GB), run=60067-60067msec

書き込みスループットは555MiBpsでした。cloud write modeが有効の場合はインスタンスタイプと書き込み時の多重度が違うので直接的な比較はできないですが、流石の速さです。

1KiBブロックを64多重で書き込みます。

$ sudo fio \
  --directory=/mnt/fsxn/vol1/ \
  --name fio_rw_4KiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false \
  --ioengine=psync \
  --direct=1 \
  --rw=randwrite \
  --bs=4K \
  --size=64G \
  --numjobs=64 \
  --runtime=60 \
  --group_reporting \
  --norandommap
fio_rw_4KiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: (g=0): rw=randwrite, bs=(R) 4096B-4096B, (W) 4096B-4096B, (T) 4096B-4096B, ioengine=psync, iodepth=1
...
fio-3.32
Starting 64 processes
fio_rw_4KiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
fio_rw_4KiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
.
.
(中略)
.
.
fio_rw_4KiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
fio_rw_4KiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
Jobs: 64 (f=64): [w(64)][100.0%][w=108MiB/s][w=27.7k IOPS][eta 00m:00s]
fio_rw_4KiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: (groupid=0, jobs=64): err= 0: pid=9738: Sun Feb 11 10:36:15 2024
  write: IOPS=34.0k, BW=133MiB/s (139MB/s)(7977MiB/60003msec); 0 zone resets
    clat (usec): min=1319, max=98844, avg=1877.64, stdev=635.29
     lat (usec): min=1319, max=98844, avg=1877.95, stdev=635.30
    clat percentiles (usec):
     |  1.00th=[ 1467],  5.00th=[ 1549], 10.00th=[ 1598], 20.00th=[ 1663],
     | 30.00th=[ 1696], 40.00th=[ 1745], 50.00th=[ 1778], 60.00th=[ 1827],
     | 70.00th=[ 1876], 80.00th=[ 1942], 90.00th=[ 2073], 95.00th=[ 2245],
     | 99.00th=[ 4359], 99.50th=[ 7242], 99.90th=[ 9241], 99.95th=[10421],
     | 99.99th=[15664]
   bw (  KiB/s): min=77136, max=151000, per=100.00%, avg=136180.57, stdev=164.80, samples=7616
   iops        : min=19284, max=37750, avg=34045.14, stdev=41.20, samples=7616
  lat (msec)   : 2=85.16%, 4=13.65%, 10=1.13%, 20=0.06%, 50=0.01%
  lat (msec)   : 100=0.01%
  cpu          : usr=0.28%, sys=0.83%, ctx=2042283, majf=2, minf=649
  IO depths    : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued rwts: total=0,2042017,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1

Run status group 0 (all jobs):
  WRITE: bw=133MiB/s (139MB/s), 133MiB/s-133MiB/s (139MB/s-139MB/s), io=7977MiB (8364MB), run=60003-60003msec

書き込みスループットは133MiBpsでした。SSD IOPS3,000前後と頭打ちだからかcloud write modeが有効の場合と変わりありません。

4MiBブロックを64多重で書き込みます。

$ sudo fio \
  --directory=/mnt/fsxn/vol1/ \
  --name fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false \
  --ioengine=psync \
  --direct=1 \
  --rw=randwrite \
  --bs=4M \
  --size=64G \
  --numjobs=64 \
  --runtime=60 \
  --group_reporting \
  --norandommap
fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: (g=0): rw=randwrite, bs=(R) 4096KiB-4096KiB, (W) 4096KiB-4096KiB, (T) 4096KiB-4096KiB, ioengine=psync, iodepth=1
...
fio-3.32
Starting 64 processes
fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
.
.
(中略)
.
.
fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: Laying out IO file (1 file / 65536MiB)
Jobs: 64 (f=64): [w(64)][0.6%][w=400MiB/s][w=100 IOPS][eta 02h:54m:19s]
fio_rw_4MiB_block_64GiB_64jobs_cloud_write_false: (groupid=0, jobs=64): err= 0: pid=10046: Sun Feb 11 10:38:09 2024
  write: IOPS=101, BW=408MiB/s (427MB/s)(24.0GiB/60303msec); 0 zone resets
    clat (msec): min=315, max=1181, avg=627.54, stdev=182.18
     lat (msec): min=316, max=1181, avg=627.73, stdev=182.18
    clat percentiles (msec):
     |  1.00th=[  439],  5.00th=[  439], 10.00th=[  443], 20.00th=[  443],
     | 30.00th=[  447], 40.00th=[  485], 50.00th=[  567], 60.00th=[  735],
     | 70.00th=[  768], 80.00th=[  802], 90.00th=[  844], 95.00th=[  927],
     | 99.00th=[ 1133], 99.50th=[ 1133], 99.90th=[ 1183], 99.95th=[ 1183],
     | 99.99th=[ 1183]
   bw (  KiB/s): min=524237, max=1048576, per=100.00%, avg=546491.41, stdev=1642.92, samples=5834
   iops        : min=  125, max=  256, avg=133.39, stdev= 0.40, samples=5834
  lat (msec)   : 500=41.96%, 750=23.71%, 1000=33.28%, 2000=1.04%
  cpu          : usr=0.04%, sys=0.06%, ctx=6336, majf=0, minf=560
  IO depths    : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued rwts: total=0,6144,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1

Run status group 0 (all jobs):
  WRITE: bw=408MiB/s (427MB/s), 408MiB/s-408MiB/s (427MB/s-427MB/s), io=24.0GiB (25.8GB), run=60303-60303msec

書き込みスループットは408MiBpsでした。cloud write modeが有効の場合と変わりありません。

パターン数はかなり少ないですが、検証した限りcloud write modeを有効にしても、無効状態と比べて書き込み速度の大きな差はないように思えます。

大容量のデータ移行の時は有効にしたい

Amazon FSx for NetApp ONTAPでcloud write modeを試してみました。

大容量のデータ移行をする際、転送先のFSxN上で重複排除を追加でかける必要がないのであれば、ぜひ使っていきたいですね。

この記事が誰かの助けになれば幸いです。

以上、AWS事業本部 コンサルティング部の のんピ(@non____97)でした!

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