インスタンスのパフォーマンスの最適化とテスト

このページでは、Filestore の予想される平均パフォーマンスと推奨パフォーマンスの設定について説明します。また、Filestore インスタンスのパフォーマンスをテストする方法についても説明します。

予想パフォーマンス

Filestore の各サービス階層は、さまざまなレベルのパフォーマンスを実現します。キャッシュの使用、クライアント VM の数、クライアント VM のマシンタイプ、テストされたワークロードなど、さまざまな要因により、特定のインスタンスのパフォーマンスは予想される数とは異なる可能性があります。

次の表は、サービス階層と構成された容量に基づく Filestore インスタンスの予想されるパフォーマンスを示しています。

パフォーマンス 容量 読み取りと書き込みの IOPS 読み取り / 書き込みスループット（MiB/s）
BASIC_HDD 1 TiB～10 TiB 600/1,000 100/100
BASIC_HDD 63.9 TiB～63.9 TiB 1,000/5,000 180/120
BASIC_SSD 2.5 TiB～63.9 TiB 60,000/25,000 1,200/350
ZONAL（ゾーン、低容量範囲） 1 TiB 9,200/2,600 260/88
ZONAL（ゾーン、低容量範囲） 9.75、TiB 89,700/25,350 2,535/858
HIGH_SCALE_SSD（現在はゾーン、高容量範囲） 10 TiB 92,000/26,000 2,600/880
HIGH_SCALE_SSD（現在はゾーン、高容量範囲） 100 TiB 920,000/260,000 26,000/8,800
ENTERPRISE 1 TiB 12,000/4,000 120/100
ENTERPRISE 10 TiB 120,000/40,000 1,200/1,000

上の表は、各サービス階層の最小容量と最大容量で予想されるパフォーマンスを示しています。この上限と下限の間で、パフォーマンスは容量のスケーリングに応じて直線的に増減します。たとえば、エンタープライズ インスタンスの容量が 1 TiB から 2 TiB に倍増すると、インスタンスの予想されるパフォーマンスは 12,000/4,000 読み取り / 書き込み IOPS から 24,000/8,000 読み取り / 書き込み IOPS に倍増します。

単一クライアントと数クライアントのシナリオでは、最大の NFS のパフォーマンスを実現するには、nconnect マウント オプションで TCP 接続の数を増やす必要があります。ゾーンサービス階層の場合は最大 7 個の接続を指定し、エンタープライズ階層の場合は最大 2 個の接続を指定することをおすすめします。一般に、ファイル共有の容量が大きく、接続しているクライアント VM が少ないほど、nconnect で追加の接続を指定することでパフォーマンスが向上します。

推奨されるクライアント マシンタイプ

16 Gbps の下り（外向き）帯域幅を提供する Compute Engine マシンタイプ（n2-standard-8 など）を使用することをおすすめします。この下り（外向き）の帯域幅により、クライアントは頻繁にキャッシュ保存が行われるワークロードに対しておよそ 16 Gbps の読み取り帯域幅を確保できます。詳細については、ネットワーク帯域幅をご覧ください。

Linux クライアントのマウント オプション

次の NFS マウント オプション、特に hard マウントと async を使用し、rsize オプションと wsize オプションを使用して、Linux クライアントの VM インスタンスでの最適なパフォーマンスを実現することをお勧めします。NFS マウント オプションの詳細については、nfs をご覧ください。

デフォルト オプション 説明
hard NFS クライアントは、NFS リクエストを無期限に再試行します。
timeo=600 NFS クライアントは、NFS リクエストを再試行するまで 600 デシ秒（60 秒）待ちます。
retrans=3 NFS クライアントは、NFS リクエストを 3 回試行してから、さらに復旧処理を行います。
rsize=262144 NFS クライアントは、NFS サーバーから READ リクエストごとに最大 262,144 バイトを受信できます。
注: ベーシック ティア インスタンスの場合は、rsize 値を 1048576 に設定します。
wsize=1048576 NFS クライアントは、WRITE リクエストごとに最大 1,048,576 バイト（1 MiB）を NFS サーバーに送信することができます。
resvport NFS クライアントは、このマウント ポイントの NFS サーバーと通信するときに特権ソースポートを使用します。
async NFS クライアントは、特定の条件が満たされるまで、NFS サーバーへのアプリケーション書き込みの送信を遅らせます。
注意: sync オプションを使用すると、パフォーマンスが大幅に低下します。

単一および複数のクライアント VM のパフォーマンス

Filestore のスケーラブルなサービス階層は、単一のクライアント VM ではなく、複数のクライアント VM 向けに最適化されています。

エンタープライズ階層とゾーン階層のインスタンスの場合、完全なパフォーマンスを利用するには少なくとも 4 つのクライアント VM が必要です。これにより、基盤となる Filestore クラスタ内のすべての VM が完全に利用されます。

追加するコンテキスト用に、最小のスケーラブルな Filestore クラスタには 4 つの VM があります。各クライアント VM は、nconnect マウント オプションを使用して指定されたクライアントあたりの NFS 接続数に関係なく、1 つの Filestore クラスタ VM のみと通信します。単一のクライアント VM を使用する場合、読み取りと書き込みのオペレーションは 1 つの Filestore クラスタ VM からのみ実行されます。

Google Cloud リソース全体でパフォーマンスを向上させる

複数の Google Cloud リソースにわたるオペレーション（gsutil を使用して Cloud Storage から Filestore インスタンスにデータをコピーすることなど）は遅くなることがあります。パフォーマンスの問題を軽減するには、次のことを試してください。

  • Cloud Storage バケット、クライアント VM、Filestore インスタンスをすべて同じリージョンに配置する。

    デュアルリージョンは、Cloud Storage に保存されているデータに対して最もパフォーマンスの高いオプションを提供します。このオプションを使用する場合は、デュアルリージョンに含まれる単一リージョンのいずれかに他のリソースを配置してください。たとえば、Cloud Storage データが us-central1,us-west1 にある場合は、クライアント VM と Filestore インスタンスを us-central1 に配置します。

  • 基準となるものとして、PD にアタッチされた VM のパフォーマンスを確認し、Filestore インスタンスのパフォーマンスと比較する。

    • PD がアタッチされた VM のパフォーマンスが Filestore インスタンスと比較して同等または遅い場合、これは Filestore とは関係のないパフォーマンスのボトルネックが存在することを示している可能性があります。以下のことを試し、Filestore 以外のリソースのベースライン パフォーマンスを改善してください。

      • gsutil -m オプションを適用する。このオプションにより、cp、mv、rsync などのサポートされているオペレーションを並行して実行できます。

      • 次の gsutil 構成を適用する。それぞれは、boto 構成ファイルに設定される変更可能な boto 構成値です。ユーザーはそのファイルを直接変更する（推奨）か、gsutil -o オプションを使用できます。

    • Filestore インスタンスのパフォーマンスが PD がアタッチされた VM よりも大幅に低い場合は、オペレーションを複数の VM に分散してみてください。

パフォーマンスのテスト

Linux を使用している場合は、fio ツールを使用して、ベーシック ティア インスタンスの読み取り / 書き込みスループットと IOPS のベンチマークを実施できます。この方法でパフォーマンスのベンチマークを実施する方法は、エンタープライズ階層とゾーン階層のインスタンスでは推奨されません。

このセクションの例では、実行する必要が生じる可能性のある一般的なベンチマークを示しています。最大のパフォーマンスを実現するには、複数のクライアント VM インスタンスから fio を実行することが必要な場合があります。

次の例は、最大書き込みスループットのベンチマークを実施します。

fio --ioengine=libaio --filesize=32G --ramp_time=2s \
--runtime=5m --numjobs=16 --direct=1 --verify=0 --randrepeat=0 \
--group_reporting --directory=/mnt/nfs  \
--name=write --blocksize=1m --iodepth=64 --readwrite=write

次の例は、最大書き込み IOPS のベンチマークを実施します。

fio --ioengine=libaio --filesize=32G --ramp_time=2s \
--runtime=5m --numjobs=16 --direct=1 --verify=0 --randrepeat=0 \
--group_reporting --directory=/mnt/nfs  \
--name=randwrite --blocksize=4k --iodepth=256 --readwrite=randwrite

次の例は、最大読み取りスループットのベンチマークを実施します。

fio --ioengine=libaio --filesize=32G --ramp_time=2s \
--runtime=5m --numjobs=16 --direct=1 --verify=0 --randrepeat=0 \
--group_reporting --directory=/mnt/nfs  \
--name=read --blocksize=1m --iodepth=64 --readwrite=read

次の例は、最大読み取り IOPS のベンチマークを実施します。

fio --ioengine=libaio --filesize=32G --ramp_time=2s \
--runtime=5m --numjobs=16 --direct=1 --verify=0 --randrepeat=0 \
--group_reporting --directory=/mnt/nfs  \
--name=randread --blocksize=4k --iodepth=256 --readwrite=randread

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