最佳化效能

本頁面詳細說明如何提升 Google Cloud NetApp Volumes 效能。

事前準備

變更數量以提升成效前，請先參閱成效注意事項。

調整音量設定

你可以調整下列音量設定，提升音訊品質：

  • 增加磁碟區容量：您可以增加 Premium、Extreme 或 Standard 服務等級磁碟區的容量，提高磁碟區可達到的最大輸送量。如果是服務等級為 Flex 的磁碟區，請改為增加儲存空間集區的容量。

  • 升級服務層級：您可以將 Premium 服務層級的磁碟區升級至 Extreme 服務層級，以提升輸送量。建議您將磁碟區指派給服務等級不同的其他儲存空間集區。

  • 使用手動 QoS 集區指派較高的總處理量：您可以降低總處理量需求較低的大容量指派總處理量，並將需要較高效能的小容量總處理量提高至可用集區總處理量。

增加磁碟區容量和升級服務層級都不會中斷磁碟區上正在處理的 I/O 工作負載，也不會以任何方式影響磁碟區存取權。

調整用戶端

您可以在用戶端調整下列設定，以提升效能：

  • 將用戶端放在同一位置：延遲結果會直接受到用戶端功能和位置的影響。為獲得最佳結果，請將用戶端放在與磁碟區相同的區域，或盡量靠近磁碟區。從每個區域的用戶端測試延遲，藉此測試區域影響，並使用延遲時間最短的區域。

  • 設定 Compute Engine 網路頻寬：Compute Engine 虛擬機器的網路功能取決於所用的執行個體類型。一般來說，較大的執行個體可以提高網路總處理量。建議您選取具備適當網路頻寬功能的用戶端虛擬機器，選取 Google 虛擬 NIC (gVNIC) 網路介面，並啟用 Tier_1 效能。詳情請參閱 Compute Engine 說明文件中的網路頻寬一節。

  • 開啟多個 TCP 工作階段：如果應用程式需要高輸送量，最終可能會飽和單一傳輸控制通訊協定 (TCP)，而這是正常 NFS 和 SMB 工作階段的基礎。如要解決這類問題，請增加 NFS 和 SMB 連線使用的 TCP 工作階段數量。

    請使用下列其中一個分頁，根據用戶端類型調整用戶端：

    Linux

    傳統上，NFS 用戶端會為共用儲存端點的所有 NFS 掛接檔案系統，使用單一 TCP 工作階段。使用nconnect掛接選項，最多可將支援的 TCP 工作階段數量增加至 16 個。

    建議您按照下列最佳做法調整 Linux 用戶端類型，充分運用 nconnect：

    • 使用 nconnect 增加 TCP 工作階段數量：每個額外的 TCP 工作階段都會新增 128 個待處理要求的佇列，進而提升潛在並行數。

    • 設定 sunrpc.max_tcp_slot_table_entries 參數：sunrpc.max_tcp_slot_table_entries 是連線層級的調整參數，您可以修改這個參數來控管效能。建議您將 sunrpc.max_tpc_slot_table_enteries 設為每個連線 128 個要求，且單一專案中連線至 NetApp Volumes 的所有 NFS 用戶端，不得超過 10,000 個運算單元。如要設定 sunrpc.max_tcp_slot_table_entries 參數，請將參數新增至 /etc/sysctl.conf 檔案，然後使用 sysctl -p 指令重新載入參數檔案。

    • 將每個工作階段支援的最大值調整為 180：與 NFSv3 不同，NFSv4.1 用戶端會在工作階段中定義用戶端與伺服器之間的關係。雖然 NetApp Volumes 支援每個連線最多 128 個未完成的要求 (使用 NFSv3)，但 NFSv4.1 每個工作階段最多只能有 180 個未完成的要求。Linux NFSv4.1 用戶端預設為每個工作階段 64 max_session_slots，但您可以視需要調整這個值。建議將每個工作階段支援的最大值變更為 180。

      如要調整 max_session_slots，請在 /etc/modprobe.d 下建立設定檔。請確認沒有引號 (" ") 出現在同一行。否則，該選項不會生效。

      $ echo "options nfs max_session_slots=180" > /etc/modprobe/d/nfsclient/conf
$ reboot

Use the systool -v -m nfs command to see the current maximum in use
by the client. For the command to work, at least one NFSv4.1 mount
must be in place.

$ systool -v -v nfs
{
Module = "nfs"
…
Parameters:
…
Max_session_slots = "63" <-
…
}

    下方的 NFS nconnect 比較圖表顯示使用 nconnect 設定對 NFS 工作負載的影響。這項資訊是使用 Fio 擷取，設定如下：

    • 100% 讀取工作負載

    • 針對單一磁碟區的 8 KiB 區塊大小

    • n2-standard-32 虛擬機器，使用 Red Hat 9 OS

    • 6 TiB 工作集

    使用 nconnect 值 16 時，成效比未啟用時高出五倍。

    使用單一 Red Hat 9 虛擬機器 (區塊大小為 8 KiB) 比較 NFS nconnect。

    Windows

    如果是 Windows 用戶端，用戶端可以使用 SMB 多重通道搭配接收端調整 (RSS) 開啟多個 TCP 連線。如要達成這項設定，虛擬機器必須有支援 RSS 的已分配網路介面卡。建議將 RSS 設為四個或八個值，但任何大於一的值都應能提高輸送量。

    下圖顯示使用 RSS 設定對 SMB 工作負載造成的差異。這項資訊是使用 Fio 擷取，設定如下：

    • 100% 讀取工作負載

    • 針對單一磁碟區的 8 KiB 區塊大小

    • 執行 Windows 2022 作業系統的單一 n2-standard-32 虛擬機器

    • 6 TiB 工作集

    執行八項作業時，只有 SMB 用戶端 RSS 選項在測試執行之間變更。與使用值 1 相比，使用 RSS 值 4、8 和 16 時，效能提升了兩倍。每個 RSS 執行個體都執行了九次，numjobs 參數為 8。每次執行時，iodepth 參數都會增加五，直到達到最大輸送量為止。

    單一 Windows 2022 VM 的 SMB RSS 比較 (區塊大小為 8 KiB)

手動 QoS

NetApp Volumes 的手動服務品質 (QoS) 可讓您調整磁碟區效能，以符合工作負載需求並控管儲存空間費用。

手動 QoS 具有下列優點：

  • 成本最佳化：在儲存集區容量內調整磁碟區效能，以最佳化雲端成本。

  • 即時調整處理量：調整處理量時不需停機。

  • 降低災難復原成本：降低複製磁碟區的服務品質，以減少目的地集區的災難復原成本。

  • 提升複製或快取效能：提高配置大小較小的複製或快取磁碟區效能。

  • 彈性工作負載管理：將較大的儲存空間集區做為多個工作負載的容器，並視需要調整每個磁碟區的輸送量。

注意事項

  • 您可以使用 Google Cloud CLI、NetApp Volumes API 或 Terraform 管理手動 QoS。系統不支援 Google Cloud 控制台。

  • 手動 QoS 支援「Standard」、「Premium」和「Extreme」服務等級，但不支援「Flex」服務等級。

設定手動 QoS 限制

對於手動 QoS 儲存空間集區中的磁碟區，您可以分別設定處理量和容量。手動 QoS 集區中所有磁碟區的整體處理量，會受到集區總處理量的限制。集區處理量取決於分得的容量和服務等級。舉例來說，40 TiB 的 Premium 集區每 TiB 可達到 64 MiBps，因此最大處理量為 2,560 MiBps；200 TiB 的 Extreme 集區則可支援總處理量達 25,600 MiBps 的磁碟區。

手動 QoS 集區設定完成後，即可為集區內的每個磁碟區設定所需的輸送量限制。單一磁碟區的總處理量上限為 4.5 GiBps，大容量磁碟區則為 30 GiBps。

集區和磁碟區指令或 API 會顯示集區的可用和已指派處理量值，協助您管理總處理量。如要建立手動 QoS 集區並定義磁碟區輸送量，請參閱「建立儲存空間集區」和「建立磁碟區」。

建立儲存空間集區

gcloud

使用手動 QoS 建立儲存空間集區：

    gcloud netapp storage-pools create POOL_NAME \
       --project=PROJECT_ID \
       --location=LOCATION \
       --capacity=CAPACITY \
       --service-level=SERVICE_LEVEL \
       --qos-type=QOS_TYPE \
       --network=name=NETWORK_NAME

取代下列資訊：

  • POOL_NAME：要建立的集區名稱。每個地點的集區名稱不得重複。

  • PROJECT_ID：要在其中建立儲存集區的專案名稱。

  • LOCATION：要建立集區的位置。

  • CAPACITY：集區容量 (以 GiB 為單位)。

  • SERVICE_LEVEL：儲存空間集區的服務等級，包括 Standard、Premium 或 Extreme。

  • QOS_TYPE：儲存空間集區的 QoS 類型：自動或手動。

  • NETWORK_NAME：虛擬私有雲的名稱。

編輯儲存空間集區

gcloud

編輯現有的自動 QoS 儲存空間集區，改用手動 QoS：

    gcloud netapp storage-pools update POOL_NAME \
       --project=PROJECT_ID \
       --location=LOCATION \
       --qos-type=QOS_TYPE

取代下列資訊：

  • POOL_NAME：要更新的集區名稱。

  • PROJECT_ID：專案名稱。

  • LOCATION：集區的位置。

  • QOS_TYPE：儲存集區的更新 QoS 類型。系統僅支援手動設定。

建立磁碟區

gcloud

使用下列指令建立磁碟區，並指定手動 QoS 輸送量限制：

gcloud netapp volumes create VOLUME_NAME \
  --project=PROJECT_ID \
  --location=LOCATION \
  --storage-pool=STORAGE_POOL \
  --capacity=CAPACITY \
  --protocols=PROTOCOLS \
  --share-name=SHARE_NAME \
  --throughput-mibps=THROUGHPUT_MIBPS

取代下列資訊：

  • VOLUME_NAME：磁碟區名稱。此名稱在同一位置中不得重複。

  • PROJECT_ID：要在其中建立磁碟區的專案名稱。

  • LOCATION：磁碟區的位置。

  • STORAGE_POOL：用於建立磁碟區的儲存空間集區。

  • CAPACITY：磁碟區容量。定義 NAS 用戶端看到的容量。

  • PROTOCOLS：選擇磁碟區匯出時使用的 NAS 通訊協定。有效選項包括 NFSv3、NFSv4、SMB，以及下列組合：

    • nfsv3,nfsv4
    • nfsv3,smb
    • nfsv4,smb

    視您選擇的通訊協定類型而定，建議您新增通訊協定專屬參數，例如 export-policy 或 smb-settings。

  • SHARE_NAME：磁碟區的 NFS 匯出路徑或 SMB 共用區名稱。

  • THROUGHPUT_MIBPS：磁碟區的處理量上限，單位為 MiBps。

如要進一步瞭解其他選用標記，請參閱 Google Cloud SDK 磁碟區建立說明文件。

後續步驟

瞭解儲存空間集區。