[Amazon FSx for NetApp ONTAP] キャパシティプールストレージ上のデータとSSD上のデータ間で重複排除は効くのか確認してみた

[Amazon FSx for NetApp ONTAP] キャパシティプールストレージ上のデータとSSD上のデータ間で重複排除は効くのか確認してみた

キャパシティプールストレージ上のデータとSSD上のデータ間でポストプロセス重複排除は効かない
Clock Icon2024.01.22

SSD上にあるデータだけでも重複排除は効かないか

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上のデータとSSD上のデータ間で重複排除は効くのか気になったことはありますか? 私はあります。

TSSEはFabric Poolのlocal tier(= FSxNの場合SSD)でのみサポートしています。

Temperature-sensitive storage efficiency

Beginning in ONTAP 9.8, temperature-sensitive storage efficiency (TSSE) is available. TSSE uses temperature scans to determine how hot or cold data is and compresses larger or smaller blocks of data accordingly — making storage efficiency more efficient.

Beginning in ONTAP 9.10.1, TSSE is supported on volumes located on FabricPool-enabled local tiers (storage aggregates). TSSE compression-based storage efficiencies are preserved when tiering to cloud tiers. Although more efficient, smaller blocks will require smaller GETs, reducing GET performance from the cloud tier.

TR-4598: FabricPool best practices

そのため、キャパシティプールストレージに階層化すると、キャパシティプールストレージ上で重複排除を効かせることはできません。

では、キャパシティプールストレージ上のデータとSSD上のデータ間でデータが重複している場合は重複排除は効くのでしょうか。

キャパシティプールストレージに階層化したデータのChange logを保持しているのであれば、SSD上のデータに対して重複排除が効きそうな予感はします。

実際に確認してみました。

いきなりまとめ

  • キャパシティプールストレージ上のデータとSSD上のデータ間でポストプロセス重複排除は効かない
    • つまりはポストプロセス重複排除は実行時にSSD上にあるデータ間でしか動作しない

やってみる

インライン重複排除の無効化

マネジメントコンソールからStorage Efficincyが有効なボリュームを用意しました。

::> set diag

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

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields state, policy, storage-efficiency-mode, inline-compression, inline-dedupe, compression, data-compaction, auto-adaptive-compression-savings, auto-adaptive-compression-existing-volume, using-auto-adaptive-compression
vserver volume state   policy compression inline-compression storage-efficiency-mode inline-dedupe data-compaction auto-adaptive-compression-savings using-auto-adaptive-compression auto-adaptive-compression-existing-volume
------- ------ ------- ------ ----------- ------------------ ----------------------- ------------- --------------- --------------------------------- ------------------------------- -----------------------------------------
svm     vol2   Enabled auto   false       true               efficient               true          true            true                              true                            false

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:30:28 Sat Jan 20 13:05:57 2024 Sat Jan 20 13:05:57 2024 0B           0%              0B             316KB

::*> volume show -volume vol2 -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
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 performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent
------- ------ ---- --------- --------------- ------- ----- ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- ----------------------------------- -------------------------------------------
svm     vol2   32GB 30.40GB   32GB            30.40GB 316KB 0%           0B                 0%                         0B                  316KB         0%                    316KB        0%                -                 316KB               0B                                  0%

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                             316KB       0%
             Footprint in Performance Tier             2.13MB     100%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore         0B       0%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Delayed Frees                                    1.82MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                 109.6MB       0%

      Effective Total Footprint                       109.6MB       0%

デフォルトではインライン重複排除が有効です。

重複排除を効くようなファイルを用意する際に、ボリュームに書き込んだファイルのコピーを作成します。

インライン重複排除はメモリバッファキャッシュ上のデータと比較をして重複排除を行います。そのため、現時点でデータがSSDにあるのかキャパシティプールストレージ上にあるのかは関係ありません。

コピーする際にインライン重複排除が効くと、正確な結果が得られないので事前にインライン重複排除を無効にしておきます。

::*> volume efficiency modify -volume vol2 -inline-dedupe false

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields state, policy, storage-efficiency-mode, inline-compression, inline-dedupe, compression, data-compaction, auto-adaptive-compression-savings, auto-adaptive-compression-existing-volume, using-auto-adaptive-compression
vserver volume state   policy compression inline-compression storage-efficiency-mode inline-dedupe data-compaction auto-adaptive-compression-savings using-auto-adaptive-compression auto-adaptive-compression-existing-volume
------- ------ ------- ------ ----------- ------------------ ----------------------- ------------- --------------- --------------------------------- ------------------------------- -----------------------------------------
svm     vol2   Enabled auto   false       true               efficient               false         true            true                              true                            false

ファイルの書き込み

ボリュームをマウントして、ファイルを書き込みます。

$ sudo mount -t nfs svm-0a7c58a5f3a47283c.fs-012f5aba611482f32.fsx.us-east-1.amazonaws.com:/vol2 /mnt/fsxn/vol2
sh-5.2$ df -hT -t nfs4
Filesystem                                                                   Type  Size  Used Avail Use% Mounted on
svm-0a7c58a5f3a47283c.fs-012f5aba611482f32.fsx.us-east-1.amazonaws.com:/vol2 nfs4   31G  320K   31G   1% /mnt/fsxn/vol2

$ sudo dd if=/dev/urandom of=/mnt/fsxn/vol2/random_pattern_binary_block_4GiB bs=1M count=4096
4096+0 records in
4096+0 records out
4294967296 bytes (4.3 GB, 4.0 GiB) copied, 28.3162 s, 152 MB/s

$ df -hT -t nfs4
Filesystem                                                                   Type  Size  Used Avail Use% Mounted on
svm-0a7c58a5f3a47283c.fs-012f5aba611482f32.fsx.us-east-1.amazonaws.com:/vol2 nfs4   31G  4.1G   27G  14% /mnt/fsxn/vol2

書き込み後のStorage Efficiencyとボリュームの情報は以下のとおりです。

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:00:37 Sat Jan 20 13:38:18 2024 Sat Jan 20 13:38:26 2024 3.64GB       1%              3.57MB         4.08GB

::*> volume show -volume vol2 -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
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 performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent
------- ------ ---- --------- --------------- ------- ------ ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- ----------------------------------- -------------------------------------------
svm     vol2   32GB 26.32GB   32GB            30.40GB 4.08GB 13%          0B                 0%                         0B                  4.08GB        13%                   4.08GB       13%                 -                 4.08GB              0B                                  0%

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            4.08GB       0%
             Footprint in Performance Tier             4.08GB     100%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore         0B       0%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Deduplication Metadata                          21.88MB       0%
           Deduplication                              21.88MB       0%
      Delayed Frees                                    5.49MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  4.21GB       0%

      Effective Total Footprint                        4.21GB       0%

last-op-sizeが0Bから3.64GBになっていることからStorage Efficiencyが実行されたようです。

ただし、書き込んだファイルが/dev/urandomから生成したランダムなデータブロックのバイナリファイルであるため重複排除は効いていません。

また、現時点ではTiering PolicyをNoneにしているのでキャパシティプールストレージへの階層化は行われていません。

Tiering PolicyをAllに変更

Tiering PolicyをAllに変更して、キャパシティプールストレージに階層化します。

::*> volume modify -volume vol2 -tiering-policy all
Volume modify successful on volume vol2 of Vserver svm.

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            4.08GB       0%
             Footprint in Performance Tier             4.08GB     100%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore         0B       0%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Deduplication Metadata                          21.88MB       0%
           Deduplication                              21.88MB       0%
      Delayed Frees                                    5.63MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  4.21GB       0%

      Effective Total Footprint                        4.21GB       0%

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            4.08GB       0%
             Footprint in Performance Tier            103.9MB       2%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                          4GB      98%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Deduplication Metadata                          21.88MB       0%
           Deduplication                              21.88MB       0%
      Delayed Frees                                   23.84MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  4.23GB       0%

      Effective Total Footprint                        4.23GB       0%

4GBのデータがキャパシティプールストレージに階層化されました。

階層化後のStorage Efficiencyとボリュームの情報は以下のとおりです。特に変わりありません。

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:03:18 Sat Jan 20 13:38:18 2024 Sat Jan 20 13:38:26 2024 3.64GB       1%              3.63MB         4.08GB

::*> volume show -volume vol2 -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
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 performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent
------- ------ ---- --------- --------------- ------- ------ ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- ----------------------------------- -------------------------------------------
svm     vol2   32GB 26.32GB   32GB            30.40GB 4.08GB 13%          0B                 0%                         0B                  4.08GB        13%                   4.08GB       13%                  -                 4.08GB              -                                   -

Tiering PolicyをNoneに変更

コピーしたファイルがキャパシティプールストレージに階層化されないようにTiering PolicyをNoneに変更します。

また、cloud-retrieval-policyneverに変更して、ファイルをコピーする際にキャパシティプールストレージ上のデータがSSDに書き戻されないようにします。

::*> volume modify -volume vol2 -tiering-policy none -cloud-retrieval-policy ?
  default                     Retrieve tiered data based on the tiering policy
  on-read                     Retrieve tiered data on data reads
  never                       Never retrieve tiered data
  promote                     Retrieve all eligible tiered data automatically during the next scheduled scan. If the tiering policy is 'snapshot-only', the only data brought back is the data
                              in the AFS

::*> volume modify -volume vol2 -tiering-policy none -cloud-retrieval-policy never
Volume modify successful on volume vol2 of Vserver svm.

変更後SSDへの書き戻しが発生していないことを確認します。

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            4.08GB       0%
             Footprint in Performance Tier            104.2MB       2%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                          4GB      98%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Deduplication Metadata                          21.88MB       0%
           Deduplication                              21.88MB       0%
      Delayed Frees                                   24.11MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  4.23GB       0%

      Effective Total Footprint                        4.23GB       0%

ファイルのコピー

ファイルをコピーします。コピー後コピーされた分が重複排除されたか確認します。

$ sudo cp /mnt/fsxn/vol2/random_pattern_binary_block_4GiB /mnt/fsxn/vol2/random_pattern_binary_block_4GiB_copy

$ ls -l /mnt/fsxn/vol2
total 8421656
-rw-r--r--. 1 root root 4294967296 Jan 20 13:38 random_pattern_binary_block_4GiB
-rw-r--r--. 1 root root 4294967296 Jan 20 13:45 random_pattern_binary_block_4GiB_copy

$ df -hT -t nfs4
Filesystem                                                                   Type  Size  Used Avail Use% Mounted on
svm-0a7c58a5f3a47283c.fs-012f5aba611482f32.fsx.us-east-1.amazonaws.com:/vol2 nfs4   31G  8.2G   23G  27% /mnt/fsxn/vol2

Storage Efficiencyの状態を確認します。

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress              last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- --------------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled 1071384 KB (31%) Done Sat Jan 20 13:38:18 2024 Sat Jan 20 13:38:26 2024 3.64GB       5%              53.82MB        8.14GB

Storage Efficiencyが実行されていますね。

しばらく待ってから再度Storage Efficinecyとボリュームの情報を確認します。

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:00:14 Sat Jan 20 13:44:55 2024 Sat Jan 20 13:47:24 2024 3.61GB       12%             39.96MB        8.20GB

::*> volume show -volume vol2 -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
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 performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent
------- ------ ---- --------- --------------- ------- ------ ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- ----------------------------------- -------------------------------------------
svm     vol2   32GB 22.23GB   32GB            30.40GB 8.17GB 26%          36.13MB            0%                         36.13MB             8.17GB        26%                   8.20GB       27%                 -                 8.20GB              0B                                  0%

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            8.17GB       1%
             Footprint in Performance Tier             4.20GB      51%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                          4GB      49%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Deduplication Metadata                          24.06MB       0%
           Deduplication                              24.06MB       0%
      Delayed Frees                                   30.12MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  8.32GB       1%

      Effective Total Footprint                        8.32GB       1%

36.13MBしか重複排除されていません。

手動でStorage Efficiencyを実行

手動でStorage Efficiencyを実行してみます。

::*> volume efficiency start -volume vol2
The efficiency operation for volume "vol2" of Vserver "svm" has started.

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress            last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ------------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled 8388600 KB Searched Sat Jan 20 13:44:55 2024 Sat Jan 20 13:47:24 2024 3.61GB       0%              40MB           8.20GB

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:00:16 Sat Jan 20 13:49:14 2024 Sat Jan 20 13:49:23 2024 4GB          2%              7.50MB         8.15GB

::*> volume show -volume vol2 -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
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 performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent
------- ------ ---- --------- --------------- ------- ------ ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- ----------------------------------- -------------------------------------------
svm     vol2   32GB 22.26GB   32GB            30.40GB 8.14GB 26%          12.50MB            0%                         12.50MB             8.14GB        25%                   8.15GB       27%                 -                 8.15GB              0B                                  0%

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            8.14GB       1%
             Footprint in Performance Tier             4.17GB      51%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                          4GB      49%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Deduplication Metadata                          43.59MB       0%
           Deduplication                              43.59MB       0%
      Delayed Frees                                   32.18MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  8.32GB       1%

      Effective Total Footprint                        8.32GB       1%

重複排除量は増えませんでした。むしろ36.13MBから12.50MBに減少しました。

以下記事で以前のポストプロセス重複排除でスキャン済みのデータブロックとの重複排除が効くことは確認しています。

キャパシティプールストレージ上のデータとの重複排除を効かせることはできないのでしょうか。

-scan-old-dataオプションを付与して再度チャレンジします。

::*> volume efficiency start -volume vol2 -scan-old-data

Warning: This operation scans all of the data in volume "vol2" of Vserver "svm". It might take a significant time, and degrade performance during that time.
Do you want to continue? {y|n}: y
The efficiency operation for volume "vol2" of Vserver "svm" has started.

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-endvserver volume state   progress           last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ------------------ ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled 2981888 KB Scanned Sat Jan 20 13:49:14 2024 Sat Jan 20 13:49:23 2024 4GB          0%              0B             8.05GB

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:00:10 Sat Jan 20 13:51:30 2024 Sat Jan 20 13:51:48 2024 4GB          0%              0B             8.08GB

::*> date show -fields date
  (cluster date show)
node                      date
------------------------- -------------------------
FsxId012f5aba611482f32-01 1/20/2024 13:52:05 +00:00
FsxId012f5aba611482f32-02 1/20/2024 13:52:05 +00:00
2 entries were displayed.

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:00:17 Sat Jan 20 13:51:30 2024 Sat Jan 20 13:51:48 2024 4GB          0%              0B             8.08GB

::*> volume show -volume vol2 -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
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 performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent
------- ------ ---- --------- --------------- ------- ------ ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- ----------------------------------- -------------------------------------------
svm     vol2   32GB 22.32GB   32GB            30.40GB 8.08GB 26%          0B                 0%                         0B                  8.08GB        25%                   8.08GB       27%                 -                 8.08GB              0B                                  0%

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            8.08GB       1%
             Footprint in Performance Tier             4.11GB      51%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                          4GB      49%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Deduplication Metadata                          24.06MB       0%
           Deduplication                              24.06MB       0%
      Delayed Frees                                   34.20MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  8.24GB       1%

      Effective Total Footprint                        8.24GB       1%

重複排除量が12.50MBから0Bに減少しました。last-op-sizeは4GBであることからSSD上のデータのみをスキャンして、スキャンしたデータ上間で重複排除を効かせようとしたのではないかと考えます。

Change logにオリジナルのファイルとコピーしたファイルが含まれるようにしてStorage Efficiencyを実行

インライン重複排除の無効化

次にChange logにオリジナルのファイルとコピーしたファイルが含まれるようにしてStorage Efficiencyを実行します。

先ほどの検証ではオリジナルのファイルを作成した際や、ファイルをコピーしたタイミングでStorage Efficiencyが実行されてしまいました。

では、ファイルのコピーが完了したタイミングでStorage Efficiencyを実行した場合はどうでしょうか。Change log間で一致したデータブロックであれば重複排除が効くような気もします。

以下記事で紹介しているとおり、ポストプロセス重複排除はChange log が閾値(デフォルト20%)を超えたタイミングで実行されます。

Change logの閾値の絶対値はボリュームサイズによって変わります。

ボリュームサイズを128TiBとすることで、オリジナルのファイルを作成した際や、ファイルをコピーしたタイミングで自動でStorage Efficiencyがかかることを防ぎます。

まず、インライン重複排除を無効にします。

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:17:22 Mon Jan 22 02:19:00 2024 Mon Jan 22 02:19:00 2024 0B           0%              0B             300KB

::*> volume efficiency modify -volume vol2 -inline-dedupe false

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields state, policy, storage-efficiency-mode, inline-compression, inline-dedupe, compression, data-compaction, auto-adaptive-compression-savings, auto-adaptive-compression-existing-volume, using-auto-adaptive-compression
vserver volume state   policy compression inline-compression storage-efficiency-mode inline-dedupe data-compaction auto-adaptive-compression-savings using-auto-adaptive-compression auto-adaptive-compression-existing-volume
------- ------ ------- ------ ----------- ------------------ ----------------------- ------------- --------------- --------------------------------- ------------------------------- -----------------------------------------
svm     vol2   Enabled auto   false       true               efficient               false         true            true                              true                            false

ファイルの書き込み

4GiBのファイルを書き込みます。

$ sudo mount -t nfs svm-0990278eb1cb2cc93.fs-00df4b333bf8d9a59.fsx.us-east-1.amazonaws.com:/vol2 /mnt/fsxn/vol2
sh-5.2$ df -hT -t nfs4
Filesystem                                                                   Type  Size  Used Avail Use% Mounted on
svm-0990278eb1cb2cc93.fs-00df4b333bf8d9a59.fsx.us-east-1.amazonaws.com:/vol2 nfs4  122T  121T  861G 100% /mnt/fsxn/vol2

$ sudo dd if=/dev/urandom of=/mnt/fsxn/vol2/random_pattern_binary_block_4GiB bs=1M count=4096
4096+0 records in
4096+0 records out
4294967296 bytes (4.3 GB, 4.0 GiB) copied, 28.29 s, 152 MB/s

$ df -hT -t nfs4
Filesystem                                                                   Type  Size  Used Avail Use% Mounted on
svm-0990278eb1cb2cc93.fs-00df4b333bf8d9a59.fsx.us-east-1.amazonaws.com:/vol2 nfs4  122T  121T  857G 100% /mnt/fsxn/vol2

書き込み後のStorage Efficiencyとボリュームの情報は以下のとおりです。

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:21:47 Mon Jan 22 02:19:00 2024 Mon Jan 22 02:19:00 2024 0B           0%              39.96MB        4.06GB

::*> volume show -volume vol2 -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
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 performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent
------- ------ ----- --------- --------------- ------- ------ ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- ----------------------------------- -------------------------------------------
svm     vol2   128TB 856.6GB   128TB           121.6TB 4.06GB 0%           0B                 0%                         0B                  4.06GB        0%                    4.06GB       0%                   - 4.06GB              0B                                  0%

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            4.06GB       0%
             Footprint in Performance Tier             4.06GB     100%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore         0B       0%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Delayed Frees                                    4.58MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  4.17GB       0%

      Effective Total Footprint                        4.17GB       0%

Storage Efficiencyは実行されていないですね。

Tiering PolicyをAllに変更

Tiering PolicyをAllに変更して、キャパシティプールストレージに階層化します。

::*> volume modify -volume vol2 -tiering-policy all
Volume modify successful on volume vol2 of Vserver svm.

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            4.06GB       0%
             Footprint in Performance Tier             4.06GB     100%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore         0B       0%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Delayed Frees                                    4.72MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  4.17GB       0%

      Effective Total Footprint                        4.17GB       0%

::*> volume show -volume vol2 -fields tiering-policy, cloud-retrieval-policy
vserver volume tiering-policy cloud-retrieval-policy
------- ------ -------------- ----------------------
svm     vol2   all            default

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            4.06GB       0%
             Footprint in Performance Tier            81.00MB       2%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                          4GB      98%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Delayed Frees                                   22.91MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  4.18GB       0%

      Effective Total Footprint                        4.18GB       0%

Tiering PolicyをNoneに変更

Tiering PolicyをNoneに変更します。

::*> volume modify -volume vol2 -tiering-policy none -cloud-retrieval-policy never
Volume modify successful on volume vol2 of Vserver svm.

::*> volume show -volume vol2 -fields tiering-policy, cloud-retrieval-policy
vserver volume tiering-policy cloud-retrieval-policy
------- ------ -------------- ----------------------
svm     vol2   none           never

::*> volume show-footprint -volume vol2

      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            4.06GB       0%
             Footprint in Performance Tier            81.30MB       2%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                          4GB      98%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Delayed Frees                                   23.19MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  4.18GB       0%

      Effective Total Footprint                        4.18GB       0%

ファイルのコピー

ボリューム上のファイルのコピーを作成します。

$ sudo cp /mnt/fsxn/vol2/random_pattern_binary_block_4GiB /mnt/fsxn/vol2/random_pattern_binary_block_4GiB_copy
sh-5.2$ df -hT -t nfs4
Filesystem                                                                   Type  Size  Used Avail Use% Mounted on
svm-0990278eb1cb2cc93.fs-00df4b333bf8d9a59.fsx.us-east-1.amazonaws.com:/vol2 nfs4  122T  121T  857G 100% /mnt/fsxn/vol2

コピー後のStorage Efficiencyとボリュームの情報は以下のとおりです。

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:27:35 Mon Jan 22 02:19:00 2024 Mon Jan 22 02:19:00 2024 0B           0%              79.96MB        8.11GB

::*> volume show -volume vol2 -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
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 performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent
------- ------ ----- --------- --------------- ------- ------ ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- ----------------------------------- -------------------------------------------
svm     vol2   128TB 856.5GB   128TB           121.6TB 8.11GB 0%           0B                 0%                         0B                  8.11GB        0%                    8.11GB       0%                   - 8.11GB              0B                                  0%

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            8.11GB       1%
             Footprint in Performance Tier             4.14GB      51%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                          4GB      49%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Delayed Frees                                   25.93MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  8.24GB       1%

      Effective Total Footprint                        8.24GB       1%

このタイミングでもStorage Efficiencyは実行されていません。

手動でStorage Efficiencyを実行

手動でStorage Efficiencyを実行します。

::*> volume efficiency start -volume vol2
The efficiency operation for volume "vol2" of Vserver "svm" has started.

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-endvserver volume state   progress       last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- -------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled 0 KB (0%) Done Mon Jan 22 02:19:00 2024 Mon Jan 22 02:19:00 2024 0B           0%              80MB           8.11GB

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress              last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- --------------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled 1469008 KB (35%) Done Mon Jan 22 02:19:00 2024 Mon Jan 22 02:19:00 2024 0B           0%              93.95MB        8.13GB

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress              last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- --------------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled 3731288 KB (88%) Done Mon Jan 22 02:19:00 2024 Mon Jan 22 02:19:00 2024 0B           0%              115.5MB        8.15GB

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:00:05 Mon Jan 22 02:47:46 2024 Mon Jan 22 02:48:09 2024 8GB          0%              39.96MB        8.18GB

last-op-endが4GBではなく8GBです。期待が持てます。

Storage Efficiency実行完了後のボリュームの情報は以下のとおりです。

::*> volume show -volume vol2 -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
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 performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent
------- ------ ----- --------- --------------- ------- ------ ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- ----------------------------------- -------------------------------------------
svm     vol2   128TB 856.4GB   128TB           121.6TB 8.18GB 0%           0B                 0%                         0B                  8.18GB        0%                    8.18GB       0%                   - 8.18GB              0B                                  0%

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            8.18GB       1%
             Footprint in Performance Tier             4.20GB      51%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                          4GB      49%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        107.5MB       0%
      Deduplication Metadata                          24.06MB       0%
           Deduplication                              24.06MB       0%
      Delayed Frees                                   27.23MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                  8.33GB       1%

      Effective Total Footprint                        8.33GB       1%

残念ながら重複排除は行われていませんでした。

やはり、SSDとキャパシティプール間で重複排除を効かせることはできないことが分かりました。

おまけ : SSD上のデータ間では重複排除が効くことを確認する

おまけです。

SSD上のデータ間では重複排除が効くことを確認します。

コピーファイルを作成します。

$ sudo cp /mnt/fsxn/vol2/random_pattern_binary_block_4GiB /mnt/fsxn/vol2/random_pattern_binary_block_4GiB_copy_2
$ df -hT -t nfs4
Filesystem                                                                   Type  Size  Used Avail Use% Mounted on
svm-0990278eb1cb2cc93.fs-00df4b333bf8d9a59.fsx.us-east-1.amazonaws.com:/vol2 nfs4  122T  121T  853G 100% /mnt/fsxn/vol2

コピー作成後のStorage Efficiencyとボリュームの情報は以下のとおりです。

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:03:52 Mon Jan 22 02:47:46 2024 Mon Jan 22 02:48:09 2024 8GB          0%              79.98MB        12.23GB

::*> volume show -volume vol2 -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
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 performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent
------- ------ ----- --------- --------------- ------- ------- ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- ----------------------------------- -------------------------------------------
svm     vol2   128TB 852.2GB   128TB           121.6TB 12.23GB 0%           0B                 0%                         0B                  12.23GB       0%                    12.23GB      0%                   -  12.23GB             0B                                  0%

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                           12.23GB       1%
             Footprint in Performance Tier             8.26GB      67%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                          4GB      33%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        214.9MB       0%
      Deduplication Metadata                          24.06MB       0%
           Deduplication                              24.06MB       0%
      Delayed Frees                                   29.99MB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                 12.49GB       1%

      Effective Total Footprint                       12.49GB       1%

Storage Efficiencyを実行します。

::*> volume efficiency start -volume vol2
The efficiency operation for volume "vol2" of Vserver "svm" has started.

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-endvserver volume state   progress       last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- -------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled 0 KB (0%) Done Mon Jan 22 02:47:46 2024 Mon Jan 22 02:48:09 2024 8GB          0%              80MB           12.23GB

::*> volume efficiency show -volume vol2 -fields changelog-usage, changelog-size, logical-data-size, state, progress, last-op-size, last-op-begin, last-op-end
vserver volume state   progress          last-op-begin            last-op-end              last-op-size changelog-usage changelog-size logical-data-size
------- ------ ------- ----------------- ------------------------ ------------------------ ------------ --------------- -------------- -----------------
svm     vol2   Enabled Idle for 00:00:33 Mon Jan 22 02:52:21 2024 Mon Jan 22 02:53:01 2024 8GB          0%              0B             12.17GB

::*> volume show -volume vol2 -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
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 performance-tier-inactive-user-data performance-tier-inactive-user-data-percent
------- ------ ----- --------- --------------- ------- ------ ------------ ------------------ -------------------------- ------------------- ------------- --------------------- ------------ -------------------- ----------------- ------------------- ----------------------------------- -------------------------------------------
svm     vol2   128TB 852.2GB   128TB           121.6TB 8.16GB 0%           4.01GB             33%                        4.01GB              8.16GB        0%                    12.17GB      0%                   - 12.17GB             0B                                  0%

::*> volume show-footprint -volume vol2


      Vserver : svm
      Volume  : vol2

      Feature                                         Used       Used%
      --------------------------------             ----------    -----
      Volume Data Footprint                            8.16GB       1%
             Footprint in Performance Tier             8.20GB      67%
             Footprint in FSxFabricpoolObjectStore
                                                          4GB      33%
      Volume Guarantee                                     0B       0%
      Flexible Volume Metadata                        214.9MB       0%
      Deduplication Metadata                          48.11MB       0%
           Deduplication                              48.11MB       0%
      Delayed Frees                                    4.05GB       0%
      File Operation Metadata                             4KB       0%

      Total Footprint                                 12.46GB       1%

      Effective Total Footprint                       12.46GB       1%

4.01GBの重複排除が効いていますね。

キャパシティプールストレージ上のデータとSSD上のデータ間でポストプロセス重複排除は効かない

キャパシティプールストレージ上のデータとSSD上のデータ間で重複排除は効くのか確認してみました。

結論、キャパシティプールストレージ上のデータとSSD上のデータ間で重複排除は効きません。Tiering PolicyをNone以外にしている場合は留意しておくと良いでしょう。

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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