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日本語は機械翻訳による参考訳です。内容に矛盾や不一致があった場合には、英語の内容が優先されます。

WAFLアライメントの検証

共同作成者
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優れたパフォーマンスを実現するには、WAFLを正しくアライメントすることが重要です。ONTAPはブロックを4KB単位で管理しますが、すべての処理がONTAPで4KB単位で実行されるわけではありません。実際、ONTAPはさまざまなサイズのブロック処理に対応しますが、基盤となる計算処理はWAFLによって4KB単位で管理されます。

「アライメント」という用語は、Oracle I/Oがこれらの4KBユニットにどのように対応するかを意味します。パフォーマンスを最適化するには、ドライブ上の2つの4KB WAFL物理ブロックにOracleの8KBブロックが配置されている必要があります。1つのブロックが2KBずれて配置されると、このブロックは1つの4KBブロックの半分、別の4KBブロック全体、3つ目の4KBブロックの半分に配置されます。このように配置すると、パフォーマンスが低下します。

NASファイルシステムでは、アライメントは問題になりません。Oracleデータファイルは、Oracleブロックのサイズに基づいてファイルの先頭にアライメントされます。したがって、8KB、16KB、32KBのブロックサイズは常にアライメントされます。すべてのブロック処理は、ファイルの先頭から4KB単位でオフセットされます。

一方、LUNの開始位置には何らかのドライバヘッダーやファイルシステムのメタデータが含まれているため、オフセットが作成されます。最新のOSでは、アライメントが問題になることはほとんどありません。最新のOSは、標準の4KBセクターを使用する物理ドライブ向けに設計されており、パフォーマンスを最適化するためにI/Oを4KBの境界にアライメントする必要があるためです。

ただし、いくつかの例外があります。4KB I/O用に最適化されていない古いOSからデータベースが移行された場合や、パーティション作成時のユーザエラーによって4KB単位以外のオフセットが発生した場合があります。

以下はLinux固有の例ですが、手順はどのOSにも適用できます。

アライメント済み

次の例は、パーティションが1つの単一のLUNでアライメントチェックを示しています。

まず、ドライブで使用可能なすべてのパーティションを使用するパーティションを作成します。

[root@host0 iscsi]# fdisk /dev/sdb
Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel
Building a new DOS disklabel with disk identifier 0xb97f94c1.
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
After that, of course, the previous content won't be recoverable.
The device presents a logical sector size that is smaller than
the physical sector size. Aligning to a physical sector (or optimal
I/O) size boundary is recommended, or performance may be impacted.
Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-10240, default 1):
Using default value 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-10240, default 10240):
Using default value 10240
Command (m for help): w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
[root@host0 iscsi]#

アライメントは、次のコマンドを使用して数学的にチェックできます。

[root@host0 iscsi]# fdisk -u -l /dev/sdb
Disk /dev/sdb: 10.7 GB, 10737418240 bytes
64 heads, 32 sectors/track, 10240 cylinders, total 20971520 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 65536 bytes
Disk identifier: 0xb97f94c1
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1              32    20971519    10485744   83  Linux

出力は、単位が512バイトで、パーティションの開始が32ユニットであることを示しています。これは32 x 512 = 16、834バイトで、これは4KBのWAFLブロックの倍数です。このパーティションは正しくアライメントされています。

アライメントが正しいことを確認するには、次の手順を実行します。

  1. LUNのUniversally Unique Identifier（UUID）を特定します。

    FAS8040SAP::> lun show -v /vol/jfs_luns/lun0
              Vserver Name: jfs
                  LUN UUID: ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd
                    Mapped: mapped`                `

  2. ONTAPコントローラでノードシェルを開始します。

    FAS8040SAP::> node run -node FAS8040SAP-02
Type 'exit' or 'Ctrl-D' to return to the CLI
FAS8040SAP-02> set advanced
set not found.  Type '?' for a list of commands
FAS8040SAP-02> priv set advanced
Warning: These advanced commands are potentially dangerous; use
         them only when directed to do so by NetApp
         personnel.

  3. 最初の手順で特定したターゲットUUIDで統計収集を開始します。

    FAS8040SAP-02*> stats start lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd
Stats identifier name is 'Ind0xffffff08b9536188'
FAS8040SAP-02*>

  4. I/Oを実行します。次のツールを使用することが重要です。 iflag I/Oが同期でバッファされていないことを確認する引数。

    メモ このコマンドには十分注意してください。の反転 if および of 引数はデータを破棄します。 
    [root@host0 iscsi]# dd if=/dev/sdb1 of=/dev/null iflag=dsync count=1000 bs=4096
1000+0 records in
1000+0 records out
4096000 bytes (4.1 MB) copied, 0.0186706 s, 219 MB/s

  5. 統計を停止し、アライメントのヒストグラムを表示します。すべてのI/Oが .0 Bucket。4KBのブロック境界にアライメントされたI/Oを示します。

    FAS8040SAP-02*> stats stop
StatisticsID: Ind0xffffff08b9536188
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:instance_uuid:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.0:186%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.1:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.2:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.3:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.4:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.5:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.6:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.7:0%

ミスアライメント状態です

次の例は、ミスアライメントI/Oを示しています。

  1. 4KBの境界にアライメントされないパーティションを作成します。最新のOSでは、これはデフォルトの動作ではありません。

    [root@host0 iscsi]# fdisk -u /dev/sdb
Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First sector (32-20971519, default 32): 33
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (33-20971519, default 20971519):
Using default value 20971519
Command (m for help): w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

  2. パーティションは、デフォルトの32ではなく33セクターオフセットで作成されています。で説明されている手順を繰り返します。 "アライメント済み"。ヒストグラムは次のように表示されます。

    FAS8040SAP-02*> stats stop
StatisticsID: Ind0xffffff0468242e78
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:instance_uuid:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.0:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.1:136%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.2:4%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.3:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.4:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.5:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.6:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.7:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_partial_blocks:31%

    ミスアライメントは明らかです。I/Oの大部分は* *.1 バケット。想定されるオフセットに一致します。パーティションが作成されたときに、最適化されたデフォルトよりも512バイト先のデバイスに移動されました。これは、ヒストグラムが512バイトオフセットされることを意味します。

    また、も参照してください read_partial_blocks 統計がゼロ以外の場合は、実行されたI/Oが4KBブロック全体を一杯にしなかったことを意味します。

Redoロギング

ここで説明する手順はデータファイルに適用できます。OracleのREDOログとアーカイブログでは、I/Oパターンが異なります。たとえば、Redoロギングでは、単一ファイルを繰り返し上書きします。デフォルトの512バイトのブロックサイズを使用する場合、書き込み統計は次のようになります。

FAS8040SAP-02*> stats stop
StatisticsID: Ind0xffffff0468242e78
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:instance_uuid:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.0:12%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.1:8%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.2:4%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.3:10%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.4:13%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.5:6%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.6:8%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.7:10%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_partial_blocks:85%

I/Oはすべてのヒストグラムバケットに分散されますが、これはパフォーマンス上の問題ではありません。ただし、4KBのブロックサイズを使用すると、Redoロギング率が非常に高くなる場合があります。この場合は、RedoロギングLUNが適切にアライメントされていることを確認することを推奨します。ただし、これは優れたパフォーマンスにとってデータファイルのアライメントほど重要ではありません。