Ciascun nodo di storage NetApp AFX fornisce una specifica quantità di throughput per le operazioni di lettura e scrittura. Con l'aggiunta di nodi al cluster, le prestazioni aumentano linearmente, come descritto nella sezione "Scalabilità lineare delle prestazioni dei nodi" di questo documento.

Attualmente, i tipi di nodo sono "AFX 1K" e forniscono throughput per letture e scritture approssimativamente pari ai valori riportati di seguito. Con la disponibilità di hardware più recente per NetApp AFX, questi limiti potrebbero cambiare. NOTA: Le prestazioni massime sono state raggiunte utilizzando più client che leggono e scrivono più file, come mostrato nella sezione "Risultati del benchmark" di seguito.

Stime delle prestazioni per nodo

Ogni shelf contiene moduli shelf ad alte prestazioni con 16 porte Ethernet da 100 GB che sfruttano la comunicazione RoCEv2 per un'interazione di archiviazione ad alta larghezza di banda con i nodi di calcolo nel cluster. Come qualsiasi risorsa fisica, questi shelf hanno dei limiti massimi raggiungibili, soprattutto perché NetApp AFX può presentare più nodi che puntano allo stesso set di dischi. La tabella seguente mostra le prestazioni massime stimate in lettura e scrittura per un singolo shelf per le unità TLC e QLC. Per ulteriori informazioni sulle differenze tra TLC e QLC, vedere "TLC vs. QLC".

Stime delle prestazioni per shelf

Nell'architettura ONTAP disaggregata, il disaccoppiamento dei nodi di storage dagli shelf consente a un maggior numero di nodi di indirizzare il traffico verso un numero inferiore di shelf, contribuendo così a ridurre l'ingombro complessivo del data center necessario per ottenere le massime performance con la sola capacità di cui hai bisogno.

Questo concetto di "densità delle prestazioni" consente agli amministratori dello storage di ottenere il massimo dall'hardware a loro disposizione senza mai dover effettuare un provisioning in eccesso del proprio ambiente di storage.

Ad esempio, in un cluster ONTAP unificato, poiché ogni nodo possiede un proprio set di dischi, le performance sono indirizzate solo ai dischi di proprietà del nodo e, poiché solo un nodo può accedere a un set di dischi, non è detto che possa saturare i dischi disponibili e raggiungere le sue massime performance.

Unified ONTAP – come vengono suddivise le prestazioni

NetApp AFX raggruppa tutti i dischi in un'unica Storage Availability Zone, consentendo a tutti i nodi di sfruttare tutti i dischi. E poiché i dischi e i nodi sono disaccoppiati, non saranno necessari tanti shelf per ottenere le stesse performance. Questo concentra le performance e massimizza il potenziale massimo di performance dello shelf.

NetApp AFX – densità delle prestazioni

I nodi ONTAP unificati richiedono almeno un set di dischi per nodo e possono avere più unità di archiviazione collegate a un singolo nodo. Di conseguenza, possono verificarsi colli di bottiglia prestazionali nel singolo nodo che potrebbe non essere in grado di saturare i propri dischi.

NetApp AFX mette a disposizione di tutti i nodi tutti gli alloggiamenti per dischi. Ogni alloggiamento contiene moduli con 16 x 100GB interfacce compatibili RoCE per aumentare la quantità totale di performance consentita per alloggiamento. Grazie a ciò, è possibile saturare un singolo alloggiamento con più nodi che leggeranno e scriveranno sullo stesso set di dischi.

A partire da ONTAP 9.19.1, il rapporto di saturazione node:shelf è di circa 4:1.

La sezione seguente illustra i risultati dei benchmark ottenuti utilizzando un cluster NetApp AFX con i seguenti parametri di configurazione.

La configurazione sopra descritta ha raggiunto velocità di lettura molto vicine al massimo consentito per il cluster a 4 nodi (~134GB/s) ed era esattamente al massimo delle scritture consentite per nodo (40GB/s).

NetApp AFX – ElBencho prestazioni di lettura, 4 nodi

NetApp AFX – ElBencho prestazioni di scrittura, 4 nodi

Nei carichi di lavoro di streaming multimediale, un film in 4K viene spesso suddiviso in decine di migliaia di file, ciascuno di dimensioni tipiche comprese tra 50 MB e 250 MB. Ogni file rappresenta un fotogramma e l'applicazione legge un fotogramma intero in una singola richiesta. Per mantenere uno streaming fluido e ininterrotto, senza buffering visibile, la lettura di questi fotogrammi deve completarsi senza perdite.

ONTAP offre un'opzione a livello di volume (-aggressive-readahead-mode per ottimizzare questi carichi di lavoro. A partire da ONTAP 9.19.1, è stata introdotta una nuova cross_file_sequential_read modalità di prelettura aggressiva su AFX per accelerare i carichi di lavoro con modelli di I/O prevedibili su tipi di file simili (ad esempio, rendering e streaming multimediale).

La funzione cross_file_sequential_read prevede il prossimo file da leggere in base al suo nome e avvia la prelettura su tali file prima che il client emetta la chiamata di lettura. La logica di predizione presuppone che tutti i file in una directory seguano uno schema di denominazione con un suffisso numerico che aumenta monotonicamente (ad esempio, file1, file2, file3). Tutti i file nella directory devono seguire questo schema, utilizzando la numerazione decimale o esadecimale. I nomi dei file possono essere lunghi fino a 255 caratteri. La logica è indipendente dall'estensione e genera il successivo set di nomi di file nella attuale directory basandosi esclusivamente sul nome del file corrente. Se un nome di file generato in precedenza utilizzando la numerazione in base 10 non esiste nella directory, i nomi vengono rigenerati utilizzando la numerazione esadecimale. Se nessuno dei nomi di file generati esiste, non viene eseguita alcuna prelettura per quel set. La prelettura riprende quando viene emessa la successiva chiamata di lettura del client.

Con queste opzioni abilitate, "test del frame" i benchmark delle performance sono stati in grado di leggere 30.000 fotogrammi 4K a 30 fotogrammi al secondo con 30 client (NFSv3 e SMB3) e 34 client (NFSv4.1), senza perdere un singolo fotogramma.

Sebbene la lettura sequenziale tra file sia progettata principalmente per carichi di lavoro multimediali, anche altri carichi di lavoro ad alta intensità di lettura con modelli di accesso e nomi di file prevedibili, come l'addestramento e l'inferenza dell'AI, possono trarne vantaggio.

NFS versione 3 è stata un punto di riferimento per le applicazioni NFS per decenni, fin dal 1995, anno della sua prima pubblicazione ufficiale. La sua combinazione di prestazioni e resilienza ha reso difficile considerare un passaggio a versioni più recenti di NFS, e a ragione.

Tuttavia, NFSv3 non è esente da limitazioni. L'assenza di stato del protocollo, pur essendo ottima per le performance e per ridurre al minimo le interruzioni in caso di failover dello storage, non è altrettanto efficace per la coerenza dei dati e la gestione dei lock. Un server NFS non tiene realmente traccia dello stato dei lock, quindi in caso di errore, il server NFS potrebbe rilasciare o meno i lock, e il client NFS potrebbe non sapere se un file è bloccato o meno.