Este tópico descreve as métricas de desempenho do File Storage NAS (NAS), a relação entre elas e o desempenho de cada classe de armazenamento.
Métricas de desempenho
As seguintes métricas medem o desempenho dos sistemas de arquivos NAS:
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Operações de entrada/saída por segundo (IOPS)
O IOPS mede a quantidade de operações de leitura e gravação executadas por segundo. Essa métrica indica a capacidade de leitura e gravação aleatória do NAS. Se sua carga de trabalho exigir um volume elevado de operações aleatórias, priorize a análise do IOPS.
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Throughput
O throughput mede o volume de dados transferidos por segundo (unidade: MB/s). Em cenários com grande fluxo de leitura e gravação, esta é a métrica mais relevante.
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Latência
A latência corresponde ao tempo necessário para um sistema de arquivos NAS processar uma solicitação de E/S (unidade: milissegundos ou microssegundos). Valores elevados podem degradar o desempenho ou gerar erros nas aplicações. Se suas aplicações forem sensíveis a atrasos, use sistemas de arquivos Extreme NAS.
Relação entre IOPS, throughput, tamanho de bloco de leitura e gravação e latência
IOPS, throughput, tamanho de bloco de leitura e gravação e latência apresentam forte correlação. Ajustar o tamanho dos blocos de leitura e gravação e o nível de concorrência das tarefas otimiza parcialmente o desempenho de um sistema de arquivos NAS. Por exemplo, aumentar o tamanho dos blocos ou a quantidade de tarefas simultâneas permite atingir um throughput específico e reduzir a latência geral. Além disso, blocos maiores evitam que o IOPS atinja seu limite máximo.
As fórmulas abaixo demonstram a relação entre tamanho do bloco de leitura e gravação, IOPS, throughput, quantidade de leituras e gravações e latência:
Throughput = IOPS × Tamanho do bloco de leitura e gravação
IOPS = Quantidade de leituras e gravações / Latência geral da tarefa
Latência geral da tarefa = Latência de gravação × (Quantidade de gravações / Concorrência)
Considere, por exemplo, um sistema de arquivos Capacity NAS com latência de gravação de aproximadamente 100 ms para 1 MiB, 15 ms para 8 KiB e 10 ms para 4 KiB, que suporte até 128 tarefas concorrentes. Para gravar 1 MiB de dados por segundo nesse sistema, utilize uma das soluções apresentadas na tabela a seguir.
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Nº |
Tamanho do bloco de leitura e gravação |
Concorrência |
Quantidade de gravações |
Latência geral da tarefa |
IOPS |
Throughput |
Descrição |
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Solução 1 |
4 KiB |
1 |
250 |
10 ms × 250 = 2,5 s |
250/2,5 s = 100 |
4 KiB × 100 = 400 KiB/s |
Blocos pequenos combinados com baixa concorrência resultam em throughput insuficiente e alta latência. Neste cenário, não é possível atingir 1 MiB/s. |
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Solução 2 |
1 MiB |
1 |
1 |
100 ms |
1/0,1 s = 10 |
1 MiB × 10 = 10 MiB/s |
Em comparação à Solução 1, o aumento no tamanho do bloco melhora o throughput e a latência, permitindo alcançar 1 MiB/s. Contudo, a latência geral da tarefa permanece elevada. |
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Solução 3 |
4 KiB |
125 |
250 |
10 ms × (250/125) = 20 ms |
250/0,02 s = 12.500 |
4 KiB/s × 12.500 ≈ 49 MiB/s |
Diferentemente da Solução 1, o aumento da concorrência melhora significativamente o throughput e a latência, atingindo 1 MiB/s. A latência geral é baixa, porém o IOPS alcança o limite superior do sistema de arquivos. |
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Solução 4 |
8 KiB |
125 |
125 |
15 ms × (125/125) = 15 ms |
125/0,015 s ≈ 8.333 |
8 KiB/s × 8.333 ≈ 65 MiB/s |
Esta opção combina blocos maiores e maior concorrência em relação à Solução 1, oferecendo melhor equilíbrio. O throughput atinge 1 MiB/s com a menor latência geral entre as quatro opções e consumo moderado de IOPS. |
Desempenho dos sistemas de arquivos NAS
Item | Sistema de arquivos NAS de uso geral | Sistema de arquivos Extreme NAS | |||
Classe de armazenamento | Capacity | Premium | Performance | Standard | Advanced |
Número máximo de arquivos | 1 bilhão | 1 bilhão | 1 bilhão | 0,5 bilhão | 0,5 bilhão |
Capacidade de armazenamento | 0 a 10 PiB | 0 a 1 PiB | 0 a 1 PiB | 100 GiB a 256 TiB | 100 GiB a 256 TiB |
Latência média para leitura de arquivos de 4 KiB em servidor single-socket | 10 ms | 2 ms | 2 ms | 1,2 ms | 0,3 ms |
Latência média para gravação de arquivos de 4 KiB em servidor single-socket | 10 ms | 2 ms | 2 ms | 1,2 ms | 0,3 ms |
Throughput máximo de leitura | 10 GB/s | 20 GB/s | 20 GB/s | Leitura e gravação: 1,2 GB/s | Leitura e gravação: 4 GB/s |
Throughput máximo de gravação | 5 GB/s | 5 GB/s | 5 GB/s | ||
Throughput |
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| O throughput máximo é de 1.200 MB/s e escala conforme a capacidade de armazenamento do sistema de arquivos, conforme detalhado abaixo:
| O throughput máximo é de 4.000 MB/s e escala conforme a capacidade de armazenamento do sistema de arquivos, conforme detalhado abaixo:
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IOPS | Limite superior: 15.000 | Limite superior: 30.000 | Limite superior: 30.000 |
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Redução elástica (scale-in) | ✓ | ✓ | ✓ | × | × |
Expansão elástica (scale-out) | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
Incremento de dimensionamento | 4 KiB | 4 KiB | 4 KiB | 1 GiB | 1 GiB |
Método de dimensionamento | Auto scaling | Auto scaling | Auto scaling | Dimensionamento manual | Dimensionamento manual |
Referências
Como a capacidade de armazenamento afeta o desempenho do sistema de arquivos?
O que acontece quando o throughput de leitura ou gravação excede o limiar?
Como aumentar o limiar de throughput de um sistema de arquivos NAS de uso geral?
Configure uma regra de alerta para monitorar uma métrica de desempenho