В этой статье я сфокусируюсь на оптимизации производительности систем NetApp FAS.

Объектами оптимизации с точки зрения СХД могут быть настройки:

SAN в СХД
Ethernet в СХД
NAS в СХД
Дисковой подсистемы на Back-End СХД
Дисковой подсистемы на Front-End СХД
Проверка совместимости прошивок
Ускорители

Для поиска узкого места обычно выполняют методику последовательного исключения. Предлагаю перво-наперво начать с СХД. А дальше двигаться СХД -> Сеть (Ethernet / FC) -> Хост ( Windows / Linux / VMware ESXi 5.Х и ESXi 6.X ) -> Приложение.

Краткий ликбез по NetApp:

Напомню парадигму устройства внутренней структуры СХД NetApp FAS, согласно идеологии «share nothing», которая практически всегда соблюдается у систем FAS: Диски объединяются в Рейд группы (RAID-DP), Рейд группы объединяются в Plex (Plex. Используются в случае зеркалирования между СХД, аналог RAID1), оба Plex'а объединяются в Aggregate, на Aggregate создаются FlexVol, данные в FlexVol равномерно размазаны по всем дискам в Aggregate, в FlexVol создаются Qtree (что-то типа папки, на которые можно назначать всякие квоты), Qtree не могут быть вложенными, далее внутри Qtree создаются LUN'ы.

Объекты СХД NetApp FAS

В один момент времени один диск может принадлежать только одному контроллеру, это самая базовая потребность DataONTAP, глубоко зашитая в недра ОС. Стоит лишь отметить, что диском для DataONTAP на самом деле может быть как диск целиком, так и партиция (раздел). Другими словами один такой объект ( весь диск или его партиция) всегда имеет приналежность (ownership), только к одному контроллеру в НА паре. Таким образом есть нюанс на который сейчас можно не обращать внимание для простоты картины: во втором случае, все-же один физический диск может иметь несколько разделов, ownership которых назначен и исспользуется, для одних разделов — одним контроллером, для других разделов — другим контроллером НА пары.

Итак в один момент времени «диски» (в терминах DataONTAP), луны, вольюмы и агрегаты принадлежат только одному контроллеру. Доступ к это��у луну тем не мение может осуществляться через партнёра в HA паре или вообще через другие ноды кластера. Но оптимальными путями к такому луну всегда будут только те, которые проходят через порты того контроллера, который владеет дисками на которых расположен лун->вольюм->агрегат. Если на контроллере владельце больше чем один порт, то все эти порты являются оптимальными путями к луну который расположен на этом контроллере. Использование всех возможных оптимальных путей к луну через все порты на контроллере, как правило, положительно скаывается на скорости доступа к нему. Хост может использовать все оптимальные пути одновременно или только часть оптимальных путей, это зависит от настроек мультипасинга в ОС такого хоста и настроек portset на хранилище.

Тоже касается и всех других протоколов для систем FAS в режиме Cluster-Mode — оптимальными путями являются те, которые проходят через порты того контроллера, на котором собственно расположены данные. В режиме 7-Mode попросту нет доступа к данным через не оптимальные пути для протоколов CIFS/iSCSI/NFS.

Таким образом необходимо следить за тем, чтобы пути на Front-End всегда были оптимальными для всех протоколов доступа к СХД.

Так в случае с протоколами FC/FCoE/iSCSI решить этот вопрос помогает механизм ALUA, объясняющий хостам где оптимальные пути, а где нет, а правильные настройки мультипасинга обеспечивают использование только оптимальных путей в нормальной работе.

Для протокола NFS вопрос использования оптимальных путей решен в pNFS, поддержка которого уже реализована в RedHat Linux. Что позволяет автоматически без дополнительных настроек клиенту понимать и переключаться на оптимальный путь. Для среды виртуализации VMware ESXi 6.0 с протоколом NFS v3.0 вопрос оптимальных путей реализован при помощи технологии vVol, поддержка которого присутствует на СХД NetApp FAS с ClusteredONTAP.

Для протокола CIFS (SMB) в версии 3.0 реализован механизм SMB Auto Location позволяющий подобно pNFS переключаться на оптимальный путь к файловой шаре.

SAN Multipathing

При использовании NetApp FAS в режиме 7-Mode и Cluster-Mode на FC/FCoE необходимо включать ALUA. Настройки для iSCSI для режимов 7-Mode и Cluster-Mode отличаются, так для первого случая режим ALUA не может быь включён, а для второго обязателен.

Multipathing должен по-умолчанию использовать предпочтительные пути — пути к LUN через порты контроллера на котором он расположен. Сообщения в консоли СХД FCP Partner Path Misconfigured будут говорить о неправильно настроенном ALUA или MPIO. Это важный параметр, не стоит его игнорировать, так как был один реальный случай, когда взбесившийся драйвер мультипасинга хоста безостановочно переключался между путями создавая таким образом большие очереди в системе ввода-вывода.

PortSet

С размером SAN кластера в 8 нод (4 НА пары) систем FAS, количество путей доступа (а следовательно и портов на контроллерах) к луну, может достигать невообразимых количеств. Количество нод в кластере будет только расти, при этом, за частую, можно огранич��ться вполне разумным количеством основных и запасных путей не жертвуя отказоустойчивостью. Так на помощь в решении этого вопроса приходит portset, разрешая «видеть» лун только на заданных портах. По-этому порты хранилища, через которые видны ваши луны должны быть скоммутированы и настроены на коммутаторе, плюс соответствующим образом нужно сконфигурировать зонинг.

Selective LUN Map

Начиная с версии DataONTAP 8.3 по-умолчанию применяется метод SLM уменьшаюший количество путей к луну до двух контроллеров: владеющего луном и его партнёра в HA паре. При миграции луна использующего механизм SLM на другую ноду кластера, от администратора не тредуется дополнительных манипуляций по указанию портов через которые будет доступен лун, всё происходит автоматически. Нужно проследить, чтобы WWPN наших LIF интерфейсов хранилища, на которых будет доступен мигрировавший лун, были добавлены в нужную зону на коммутаторах. Рекомендуется сразу прописать все возможные WWPN всех нод кластера в соответствующие зоны, а механизм SLM позаботиться чтобы путей к луну было «адекватно не большое» количество. Подробнее.

Онлайн миграция и SLM

В случае онлайн миграции необходимо, на нодах которые принимают мигрирующий лун, разрешить «рассказывать» драйверам мультипасинга хостов, что лун теперь доступен по новым, дополнительным путям.

Зонинг

Подробнее о траблшутинге NetApp + VMWare с SAN. Подробнее о рекомендациях зонирования для NetApp в картинках.

Ethernet

Начиная с Data Ontap 8.2.1 поддерживается DCB (Lossless) Ethernet на всех конвергентных (CNA/UTA) портах хранилищ NetApp FAS. Рекомендации по настройке Ethernet сети.

Thin Provitioning

В случае использования «файловых» протоколов NFS и CIFS очень просто получать преимущество от использования технологии Thin Provitioning, возвращая высвобожденное пространство внутрь файловой шары. А вот в случае с SAN использование ThinProvitioning приводит к необходимости постоянного контроля над свободным пространством плюс высвобождение свободного пространства (SCSI-3 механизм доступен для современных ОС и доступен в Data Ontap начиная с версии 8.1.3) происходит не «внутрь» того же LUN, а как бы внутрь Volume содержащий этот LUN.

NFS

В случае когда есть 10GBE подключения и БД Oracle, очень рекомендуется рассмотреть возможность подключения по протоколу dNFS, так как по внутренним тестам NetApp ( у других вендоров СХД эта ситуация может отличаться) производительность и латенси в сравнении с FC8G такая же или немного лучше на OLTP нагрузке. Также NFS очень удобен при виртуализации, когда есть один большой датастор со всеми виртуальными машинами который «видят» все хосты, облегчая миграцию между хостами, более простое обслуживание и настройку сетевой инфраструктуры в отличие от зонинга в SAN сетях.
Также очень удобно при виртуализации создавать thick диски виртуальной машины (следуя лучшим практикам VMWare для высоконагруженных сред) и при этом иметь Thin (с точки зрения СХД) датастор отданный по NFS имея одновременно и производительность и экономию, а не компромисс между тем и другим. Использование одного датастора позволяет более рационально распределять свободное пространство, отдавая его тем виртуальным машинам, которые в этом больше нуждаются, поднимая экономию пространства на новый уровень, а не жестко фиксируя «кому сколько», как это происходит в FC и iSCSI. В тоже время свободное пространство высвобожденное к примеру блочной дедубликацией или реалокацией «возвращает» это пространство и может быть задействовано той же NFS/CIFS шарой.

Showmount

Линукс команда showmount -e поддерживается начиная с cDOT 8.3. для того чтобы команда showmount -e смогла дисковерить NFS, необходимо включить эту фичу со стороны хранилища:

nfs server modify -vserver * -showmount enabled

iSCSI

При использовании MS Windows есть возможность применять iSCSI MCS позволяющий использовать в рамках одной iSCSI сесии несколько TCP соединений. Комбинация MPIO с MCS может давать существенный прирост в производительности.

Throughput in MB/s с разным количеством сессий/TCP соединений для MCS/MPIO и 10GBE для Windows 2008 R2 и FAS 3070

Number of connections	SQLIO NTFS MCS	SQLIO NTFS MPIO
1	481	481
2	796	714
3	893	792
4	1012	890
5	944	852
6	906	902
7	945	961
8	903	911

CIFS

Новая версия CIFS (SMB) 3.0 позволяет использовать этот протокол не просто для целей файловой помойки но и раскрывает новые возможности для применения на базах данных MS SQL и виртуальных машин с MS Hyper-V.
Continuous availability shares (CA) расширяют возможности протокола. В предыдущих версиях клиенты был�� вынуждены переподключаться к хранилищу в случае Fail-Over или переезда LIF на другой порт. Теперь с механизмом CA, файлы будут доступны без прерывания сервиса в течении короткого времени отсутствия соединения при Fail-Over или переезде LIF.

VMWare VAAI & NFS

NetApp поддерживает примитивы VAAI для VMWare ESXi с протоколом NFS позволяя сгружать «рутинные задачи» с хоста на СХД. Требует установки NFS VAAI плагина на каждый ESXi хост (для FC плагин не требуется).

CPU СХД

Для наиболее оптимального задействования всех ядер CPU СХД, используйте не мение 8 вольюмов, это улучшит распаралеливание, их утилизацию и как следствие скорость работы.

PerfStat

Утилита perfstat собирающая в текстовый файл нагрузку на СХД. Также может одновременно собирать информацию по нагрузке с хоста на котором запущена утилита. Скачать с сайта support.netapp.com раздел Download — Utility ToolChest (Для входа нужен NetApp NOW ID). Очень важно в момент нагрузки собрать статистику с СХД, так как часто бывает так, что хост не способен дать достаточную нагрузку на СХД, что будет видно из лога perfstat, в таком случае нужно будет использовать несколько хостов.

perfstat7.exe -f 192.168.0.10,192.168.0.12 -t 2 -i 3,0 -l root -S pw:123456 -F -I -w 1 >"20140114_1311.out"

При помощи этой утилиты можно отследить общую нагрузку на СХД от всех хостов, в том числе и проблемы на стороне СХД, к примеру когда повреждённый диск тормозит всю систему на Back-End и как следствие на Front-End.

Интерпретация вывода perfstat

Сопоставляя результаты теста с хоста и с СХД можно найти «узкое место» в тестируемой системе. Так по выводу команды perfstat ниже, видно, что СХД не достаточно нагружена (параметры CPU, Disk Usage и Total), использующая FC. Большинство операций в этой системе совершается в виде чтения содержимого кэша (значение Cache hit). Из чего делаем вывод — хост не может достаточно нагрузить систему хранения.

perfstat.out

Открыть текстовый файл.

=-=-=-=-=-= PERF 192.168.0.12 POSTSTATS =-=-=-=-=-= 
Begin: Wed Jan 15 07:16:45 GMT 2014 
 CPU    NFS   CIFS   HTTP   Total     Net   kB/s    Disk   kB/s    Tape   kB/s  Cache  Cache    CP  CP  Disk   OTHER    FCP  iSCSI     FCP   kB/s   iSCSI   kB/s
                                       in    out    read  write    read  write    age    hit  time  ty  util                            in    out      in    out
  8%      0      0      0     227       1      1    2307  24174       0      0     8     89%   11%  :    22%       3    224      0   12401    852       0      0
 12%      0      0      0     191       1      5    3052  24026       0      0     6s    90%   14%  F    27%       1    190      0   21485    864       0      0
 18%      0      0      0     517       0      1    5303  46467       0      0     0s    90%   33%  2    38%       1    516      0   23630    880       0      0
 15%      0      0      0     314       1      2    4667  24287       0      0     0s    91%   15%  F    33%      27    287      0   27759    853       0      0
 12%      0      0      0     252       0      1    3425  24601       0      0     9     91%   16%  F    28%      20    232      0   22280    852       0      0
 24%      0      0      0    1472       2      5    9386  46919       0      0     1s    82%   34%  F    47%       9   1463      0   26141    673       0      0
 14%      0      0      0     303       1      3    3970  24527       0      0     8s    90%   27%  F    33%       1    302      0   22810    967       0      0
 14%      0      0      0     299       2      6    3862  24776       0      0     0s    91%   21%  F    29%       1    298      0   21981    746       0      0
 13%      0      0      0     237       1      3    4608  24348       0      0     9     94%   15%  F    30%       1    236      0   22721    958       0      0
 17%      0      0      0     306       1      2    5603  48072       0      0     2s    92%   32%  F    37%       1    305      0   22232    792       0      0
 13%      0      0      0     246       0      1    3208  24278       0      0     8s    92%   14%  F    26%      20    226      0   24137    598       0      0
--
Summary Statistics (   11 samples  1.0 secs/sample)
 CPU    NFS   CIFS   HTTP   Total     Net   kB/s    Disk   kB/s    Tape   kB/s  Cache  Cache    CP  CP  Disk   OTHER    FCP  iSCSI     FCP   kB/s   iSCSI   kB/s
                                       in    out    read  write    read  write    age    hit  time  ty  util                            in    out      in    out
Min
  8%      0      0      0     191       0      1    2307  24026       0      0     0s    82%   11%  *   22%        0    190      0       0      0       0      0
Avg
 14%      0      0      0     396       0      2    4490  30588       0      0     2     90%   21%  *   31%        7    389      0   22507    821       0      0
Max
 24%      0      0      0    1472       2      6    9386  48072       0      0     9     94%   34%  *   47%       27   1463      0   27759    967       0      0
Begin: Wed Jan 15 07:18:36 GMT 2014

Расшифровка параметра Cache age, Cache hit, CP ty. Ещё немного об оптимизации производительности и поиске узкого горлышка (bottleneck).

Файловая система

ФС хоста может вносить существенные коррективы при тестировании производительности.
Размер блока ФС должен быть кратным 4КБ. К примеру, если мы запускаем синтетическую нагрузку подобную генерируемой OLTP, где размер оперируемого блока в среднем равен 8КБ, то ставим 8КБ. Хочу также обратить внимание что как сама ФС, её реализация для конкретной ОС и версия может очень сильно влиять на общую картину производительности. Так для при записи 10 МБ блоками в 100 потоков командой dd файлов от БД на ФС UFS расположенной на LUN отданн��й по FC4G с СХД FAS 2240 и 21+2 дисками SAS 600 10k в одном агрегате показывал скорость 150 МБ/сек, тогда как та же конфигурация но с ФС ZFS показывала в два раза больше (приближаясь к теоретическому максимуму сетевого канала), а параметр Noatime вообще никак не влиял на ситуацию.

Noatime для файловых шар на хранилище

Также этот же параметр нужно установить на разделе СХД с данными, к которым производится доступ. Включение этой опции предотвращает обновление времени доступа к файлу в инодах WAFL. Таким образом следующая команда применима для файловых шар SMB CIFS/NFS.

vol options vol1 no_atime_update on

Misalignment

Для любой ОС нужно при создании LUN'а выбрать правильную геометрию. В случае неправильно указанного размера блока ФС, неправильно указанной геометрии LUN, не правильно выбранного на хосте параметра MBR/GPT мы будем наблюдать в пиковые нагрузки сообщения в консоли о неком событии "LUN misalignment". Иногда эти сообщения могут появляться ошибочно, в случае редкого их появления просто игнорируйте их. Проверить это можно выполнив на системе хранения команду lun stats, ниже пример вывода, обратите внимание на align_histo.1:100% и write_align_histo.1:97%, так не должно быть в нормально сконфигурированной системе — блок должен начинаться с «0» в параметрах «align_histo».

TR-3593

There are various ways of determining if you do not have proper alignment. Using perfstat counters, under the wafl_susp section, “wp.partial_writes“, “pw.over_limit“, and “pw.async_read“ are indicators of improper alignment. The “wp.partial write“ is the block counter of unaligned I/O. If more than a small number of partial writes happen, then WAFL will launch a background read. These are counted in “pw.async_read“; “pw.over_limit“ is the block counter of the writes waiting on disk reads.
Using Data ONTAP 7.2.1 or newer, there are some per LUN counters to track I/O alignment:

lun:read_align_histo: 8bin histogram for reads that tracks how many 512b sectors off the beginning of a WAFL block an I/O was. Reported as a % of reads.
lun:write_align_histo: Same for writes.
lun:read_partial_blocks: % reads that are not a multiple of 4k.
lun:write_partial_blocks: same for writes.

If any of these except for read/write_align_histo[0] is nonzero, you had some misaligned I/O.

lun stats для 7-Mode

priv set -q advanced; lun show -v
lun status
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:display_name:/vol/vol0/drew_smi
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:read_ops:1/s
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:write_ops:26/s
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:other_ops:0/s
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:read_data:10758b/s
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:write_data:21997484b/s
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:queue_full:0/s
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:avg_latency:290.19ms
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:total_ops:27/s
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:scsi_partner_ops:0/s
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:scsi_partner_data:0b/s
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:read_align_histo.0:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:read_align_histo.1:100%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:read_align_histo.2:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:read_align_histo.3:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:read_align_histo.4:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:read_align_histo.5:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:read_align_histo.6:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:read_align_histo.7:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:write_align_histo.0:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:write_align_histo.1:97%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:write_align_histo.2:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:write_align_histo.3:1%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:write_align_histo.4:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:write_align_histo.5:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:write_align_histo.6:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:write_align_histo.7:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:read_partial_blocks:0%
lun:/vol/vol0/drew_smi-W9mAeJb3vzGS:write_partial_blocks:1%

lun show для Cluster-Mode

cl1::*> set -privilege advanced; lun show -vserver <your_vserver> -path <your_path_to_the_lun>


               Vserver Name: vs_infra
                   LUN Path: /vol/vol_infra_10/qtree_1/lun_10
                Volume Name: vol_infra_10
                 Qtree Name: qtree_1
                   LUN Name: lun_10
                   LUN Size: 500.1GB
                Prefix Size: 0
                Extent Size: 0
                Suffix Size: 0
                    OS Type: vmware
          Space Reservation: disabled
              Serial Number: 804j6]FOQ3Ls
                    Comment:
 Space Reservations Honored: true
           Space Allocation: disabled
                      State: online
                   LUN UUID: 473e9853-cc39-4eab-a1ef-88c43f42f9dc
                     Mapped: mapped
                   Vdisk ID: 80000402000000000000000000006a6a0335be76
                 Block Size: 512
           Device Legacy ID: -
           Device Binary ID: -
             Device Text ID: -
                  Read Only: false
Inaccessible Due to Restore: false
    Inconsistent Filesystem: false
        Inconsistent Blocks: false
                     NVFAIL: false
                  Alignment: partial-writes
                  Used Size: 89.44GB
        Maximum Resize Size: 4.94TB
              Creation Time: 10/31/2014 20:40:10
                      Class: regular
                      Clone: false
   Clone Autodelete Enabled: false
   Has Metadata Provisioned: true
           QoS Policy Group: -

cl1::*> set -privilege diagnostic; lun alignment show -vserver vs_infra -path *
            	Vserver Name: vs_infra
            	LUN Path: /vol/vol_infra_10/qtree_1/lun_10
            	OS Type: vmware
            	Alignment: partial-writes
 Write Alignment Histogram: 62, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
  Read Alignment Histogram: 89, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 0
      Write Partial Blocks: 36
       Read partial Blocks: 4

            	Vserver Name: vs_infra
            	LUN Path: /vol/vol_0_a/lun_03032015_095833
            	OS Type: windows_2008
            	Alignment: aligned
 Write Alignment Histogram: 99, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
  Read Alignment Histogram: 99, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
      Write Partial Blocks: 0
       Read partial Blocks: 0

            	Vserver Name: vs_infra
            	LUN Path: /vol/vol_1_b/lun_03052015_095855
            	OS type: linux
            	Alignment: misaligned
            	Write alignment histogram percentage: 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 100
            	Read alignment histogram percentage: 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 100
            	Partial writes percentage: 0
            	Partial reads percentage: 0

            	Vserver Name: vs_infra
            	LUN Path: /vol/vol_infra_20/qtree_2/lun_20
            	OS Type: linux
            	Alignment: indeterminate
 Write Alignment Histogram: 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
  Read Alignment Histogram: 100, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
      Write Partial Blocks: 0
       Read partial Blocks: 0

misalignment также может возникать в среде виртуализации, на «общих datastor'ах» с VMFS, что может приводить к деградации производительности системы. В этом случае есть два варианта устранения проблем�� существующей виртуальной машины — через плагин NetApp VSC для vCenter, запускается миграция виртуальной машины (Storage vMoution) на новый datastore (с правильно выставленной геометрией LUN) или вручную при помощи утилиты командной строки MBRalign выполнить выравнивание границ блоков в vmdk файле. Хочу отметить что ручной режим скорее всего сделает не рабочим загрузчик ОС виртуальной машины и его потребуется восстанавливать. Подробнее смотри документ Best Practices for File System alignment in Virtual Environments. Подробнее что такое I/O Misalignment и как его устранить.

Reallocation

Обязательно необходимо проверить, что все данные размазываются по всем дискам, к примеру после добавления дисков в уже созданный агрегат. Для проверки состояния «размазанности» данных вольюма по дискам запустите на 7-Mode:

reallocate measure –o /vol/<volume>

на Custered ONTAP:

reallocate measure -vserver <vserver> -path /vol/<volume> -once true -threshold 3

Давайте посмотрим пример вывода такой команды:

Sat Mar  1 20:26:16 EET [fas-a:wafl.reallocate.check.highAdvise:info]: Allocation check on '/vol/vol_vol01' is 12, hotspot 5 (threshold 4),  consider running reallocate.

Значение 12, больше чем threshold 4, говорит о том, что на вольюме необходимо запустить реалокацию. Значение hotspot 5 говорит о том, что горячие блоки находятся на 5-ти дисках, а не на всех дисках агрегата (если не устраняется простой реалокацией, смотри здесь).
Не достаточное свободное пространство и наличие снепшотов могут не дать выполнить реалокацию. На вольюме нужно иметь не мение 5% свободного пространства в активной файловой системе и 10% свободного пространства в SnapReserve.
В случае добавления новых дисков имеет смысл разбалансировать не только данные но и пусте блоки.

Запустим физическую реалокацию данных вольюма для оптимизации производительности на 7-Mode

aggr options aggr0 free_space_realloc on
reallocate start -f -p /vol/<volume>

На Clustered ONTAP. Для Clustered ONTAP команда reallocate не вернёт вывод, его нужно запросить:

storage aggregate modify -free-space-realloc on
reallocate start -vserver <vserver> -path /vol/<volume> -force true -threshold 3 -space-optimized true
event log show -messagename wafl.reallocate* -severity *

Равномерно распределённая нагрузка по дискам после реалокации:

Проверка дисков на хранилище

Во время теста очень важно удостовериться в том, что один из дисков не умер и/или не тормозит весь агрегат.

statit для 7-Mode

#начинаем сбор
statit -b
#спустя минут двадцать заканчиваем сбор
statit -e
disk             ut%  xfers  ureads--chain-usecs writes--chain-usecs cpreads-chain-usecs greads--chain-usecs gwrites-chain-usecs
/aggr0/plex0/rg0:
01.0a.16              9   3.71    0.47   1.00 90842   2.94  15.14  1052   0.30   7.17   442   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0b.17             11   3.86    0.47   1.00 126105  3.14  14.31  1170   0.25   2.20  1045   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0a.18             35  35.52   33.62   1.24 14841   1.63  26.23   965   0.27  15.09   392   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0b.25             78  35.15   33.47   1.13 64924   1.48  28.77  2195   0.20  16.75  1493   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0a.24             34  33.96   32.26   1.13 17318   1.51  28.21  1007   0.20  17.00   257   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0b.22             36  35.40   33.67   1.15 16802   1.51  28.25  1003   0.22  15.56   721   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0a.21             35  34.98   33.27   1.16 17126   1.48  28.75   950   0.22  14.78   820   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0b.28             77  34.93   33.02   1.13 66383   1.56  27.40  3447   0.35  10.21  8392   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0a.23             32  33.02   31.12   1.17 14775   1.53  27.65  1018   0.37  10.80  1321   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0b.20             35  34.41   32.38   1.29 15053   1.66  25.73   976   0.37   9.67  1076   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0a.19             34  34.80   33.07   1.20 15961   1.51  28.30   930   0.22  15.00   681   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0b.26             76  34.41   32.41   1.05 68532   1.63  26.09  3482   0.37  11.93  7698   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0a.27             36  35.15   33.32   1.26 15327   1.56  27.35  1018   0.27  12.82  1170   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
/aggr0/plex0/rg1:
02.0b.29              5   2.00    0.00   ....     .   1.63  27.89  1023   0.37   9.80   231   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0a.33              5   2.03    0.00   ....     .   1.68  27.13  1095   0.35   8.21   330   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0b.34             32  34.46   32.75   1.19 14272   1.51  29.87   927   0.20  16.63   617   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0a.35             31  32.85   31.00   1.15 14457   1.51  29.87   895   0.35  12.36  1075   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0b.41             32  33.10   31.44   1.20 13396   1.51  29.87   930   0.15  21.83   618   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0a.43             31  32.73   30.92   1.19 13827   1.58  28.47  1005   0.22  15.22   920   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0b.44             31  32.65   31.02   1.11 14986   1.51  29.85   913   0.12  26.00   408   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0a.32             31  32.68   30.87   1.13 14437   1.58  28.48   956   0.22  15.78   627   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0b.36             32  34.70   32.95   1.13 14680   1.56  28.94   975   0.20  16.75   582   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0a.37             31  32.43   30.70   1.21 13836   1.51  29.89   929   0.22  14.78   797   0.00   ....     .   0.00   ....     .

statit/statistics для Cluster-Mode

#проверим наличие отказавших дисков
storage disk show -broken
#начинаем сбор
run -node * -command "priv set diag; statit -b"
#спустя минут двадцать заканчиваем сбор
run -node * -command "priv set diag; statit -e"
disk             ut%  xfers  ureads--chain-usecs writes--chain-usecs cpreads-chain-usecs greads--chain-usecs gwrites-chain-usecs
/aggr0/plex0/rg0:
01.0a.16              9   3.71    0.47   1.00 90842   2.94  15.14  1052   0.30   7.17   442   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0b.17             11   3.86    0.47   1.00 126105  3.14  14.31  1170   0.25   2.20  1045   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0a.18             35  35.52   33.62   1.24 14841   1.63  26.23   965   0.27  15.09   392   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0b.25             78  35.15   33.47   1.13 64924   1.48  28.77  2195   0.20  16.75  1493   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0a.24             34  33.96   32.26   1.13 17318   1.51  28.21  1007   0.20  17.00   257   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0b.22             36  35.40   33.67   1.15 16802   1.51  28.25  1003   0.22  15.56   721   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0a.21             35  34.98   33.27   1.16 17126   1.48  28.75   950   0.22  14.78   820   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0b.28             77  34.93   33.02   1.13 66383   1.56  27.40  3447   0.35  10.21  8392   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0a.23             32  33.02   31.12   1.17 14775   1.53  27.65  1018   0.37  10.80  1321   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0b.20             35  34.41   32.38   1.29 15053   1.66  25.73   976   0.37   9.67  1076   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0a.19             34  34.80   33.07   1.20 15961   1.51  28.30   930   0.22  15.00   681   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0b.26             76  34.41   32.41   1.05 68532   1.63  26.09  3482   0.37  11.93  7698   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
01.0a.27             36  35.15   33.32   1.26 15327   1.56  27.35  1018   0.27  12.82  1170   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
/aggr0/plex0/rg1:
02.0b.29              5   2.00    0.00   ....     .   1.63  27.89  1023   0.37   9.80   231   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0a.33              5   2.03    0.00   ....     .   1.68  27.13  1095   0.35   8.21   330   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0b.34             32  34.46   32.75   1.19 14272   1.51  29.87   927   0.20  16.63   617   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0a.35             31  32.85   31.00   1.15 14457   1.51  29.87   895   0.35  12.36  1075   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0b.41             32  33.10   31.44   1.20 13396   1.51  29.87   930   0.15  21.83   618   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0a.43             31  32.73   30.92   1.19 13827   1.58  28.47  1005   0.22  15.22   920   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0b.44             31  32.65   31.02   1.11 14986   1.51  29.85   913   0.12  26.00   408   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0a.32             31  32.68   30.87   1.13 14437   1.58  28.48   956   0.22  15.78   627   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0b.36             32  34.70   32.95   1.13 14680   1.56  28.94   975   0.20  16.75   582   0.00   ....     .   0.00   ....     . 
02.0a.37             31  32.43   30.70   1.21 13836   1.51  29.89   929   0.22  14.78   797   0.00   ....     .   0.00   ....     .

или при помощи команды statistics :

set -privilege advanced ; statistics disk show -interval 5 -iterations 1

cl03 : 3/5/2015 10:30:29

                      Busy *Total Read Write  Read Write Latency
 Disk            Node  (%)    Ops  Ops   Ops (Bps) (Bps)    (us)
----- --------------- ---- ------ ---- ----- ----- ----- -------
1.0.4 Multiple_Values    1      5    2     3 31744 69632    6000
1.0.2 Multiple_Values    1      4    2     2 31744 65536    5263
1.0.8 Multiple_Values    0      2    1     1 62464 43008    5363
1.0.1         cl03-02    0      2    0     1 12288  7168    5500
1.0.0         cl03-02    0      2    0     1 12288  7168    5000
1.0.12
      Multiple_Values    0      1    0     0 59392 53248    5000
1.0.10
      Multiple_Values    0      1    0     0 60416 56320    6000
1.0.7         cl03-02    0      0    0     0 10240     0       0
1.0.6         cl03-02    0      0    0     0 11264     0    7500
1.0.5         cl03-02    0      0    0     0 10240     0    4000
1.0.3         cl03-02    0      0    0     0 10240     0   13000
1.0.17
              cl03-02    0      0    0     0 10240     0    1000
1.0.16
              cl03-01    0      0    0     0 10240     0       0
1.0.15
              cl03-01    0      0    0     0     0     0       -
1.0.14
              cl03-02    0      0    0     0 10240     0       0
1.0.11
              cl03-02    0      0    0     0 10240     0       0

Мы видим, что aggregate наш состоит из двух RAID-групп — rg0 и rg1, в конфигурации RAID-DP 11d+2p. Диски 0c.16, 1b.17 и 0c.29, 0c.33 – диски parity, остальные – Data.

Когда дата-диски не равномерно нагружены

В выводе комманды statit/statistics, ищем странности. Величина использования дисков 0с.25, 26 и 28, по сравнению с остальными data-дисками (для дисков parity действуют другие правила, на них не смотрим). При средней нагрузке ut% по дискам группы 35%, на этих дисках загрузка почти вдвое выше, около 75% плюс на них высокие значения latency (ureads usecs и writes usecs), по сравнению с другими дисками, которая достигает 60-70 миллисекунд, против 14-17 для остальных. В нормально же работающем aggregate нагрузка должна равномерно распределяться по всем data-дискам в aggregate. Нужно выранять нагрузку на агрегате реалокацией или заменить такие диски.
Для 7-Mode:

disk fail 0с.25

Для C-Mode:

storage disk fail –disk 0с.25

Теперь проверяем повреждённые диски 7-Mode

aggr status -f
sysconfig -d
sysconfig -a
disk show -v

Подсвечиваем LED-индикатор диска для его легкого обнаружения и последующего извлечения

led_on disk_name

Смотрим диаграмму в какой полке и позиции установлен диск.

sasadmin shelf

Теперь проверяем повреждённые диски Cluster-Mode

storage aggregate show -state failed
run -node * -command sysconfig -d
run -node * -command sysconfig -a
disk show -pool * -fields disk,usable-size,shelf,type,container-type,container-name,owner,pool
disk show  -prefailed true
disk show  -broken

Подсвечиваем LED-индикатор диска для его легкого обнаружения и последующего извлечения

storage disk set-led -disk disk_name 2

Смотрим диаграмму в какой полке и позиции установлен диск.

run -node * -command sasadmin shelf

Нагрузка на CPU

Удостоверимся, что нет затыка на CPU или в кеше и проверим нагрузку на протоколы:

sysstat для 7-Mode

Подробнее про sysstat

7M> sysstat -x 1
CPU   NFS  CIFS  HTTP   Total    Net kB/s   Disk kB/s     Tape kB/s Cache Cache  CP    CP Disk    FCP iSCSI   FCP  kB/s iSCSI  kB/s
                                  in   out   read  write  read write   age   hit time  ty util                 in   out    in   out
  5%     0   726     0     726  2555  1371   2784     24     0     0     1   91%   0%  -   89%      0     0     0     0     0     0
  4%     0   755     0     755  1541  1136   3312      0     0     0     1   92%   0%  -   89%      0     0     0     0     0     0
  6%     0  1329     0    1334  3379  2069   3836      8     0     0     1   90%   0%  -   79%      0     5     0     0    74     0
  4%     0   637     0     637  2804  2179   3160     24     0     0     1   92%   0%  -   86%      0     0     0     0     0     0
  4%     0   587     0     587  2386  1241   2532      8     0     0     1   94%   0%  -   98%      0     0     0     0     0     0
  8%     0   381     0     381  2374  1063   5224  15120     0     0     6s  96%  45%  Tf  78%      0     0     0     0     0     0
  7%     0   473     0     473  2902   840   3020  20612     0     0     6s  98% 100%  :f 100%      0     0     0     0     0     0
  5%     0  1131     0    1133  3542  1371   2612    400     0     0     6s  92%  35%  :   70%      0     2     0     0    20     0
  7%     0  1746     0    1746  3874  1675   3572      0     0     0     6s  92%   0%  -   79%      0     0     0     0     0     0
  8%     0  2056     0    2056  5754  3006   4044     24     0     0     6s  95%   0%  -   83%      0     0     0     0     0     0
  6%     0  1527     0    1527  2912  2162   2360      0     0     0     6s  94%   0%  -   86%      0     0     0     0     0     0
  6%     0  1247     0    1265  3740  1341   2672      0     0     0     6s  94%   0%  -   96%      0    18     0     0    98     0
  6%     0  1215     0    1220  3250  1270   2676     32     0     0     6s  92%   0%  -   86%      0     5     0     0    61     0
  4%     0   850     0     850  1991   915   2260      0     0     0     6s  90%   0%  -   75%      0     0     0     0     0     0
  7%     0  1740     0    1740  3041  1246   2804      0     0     0    13s  92%   0%  -   80%      0     0     0     0     0     0
  3%     0   522     0     531  1726  1042   2340     24     0     0    16s  88%   0%  -   69%      7     0     0    12     0     0
  6%     0   783     0     804  5401  1456   3424      0     0     0     1   92%   0%  -   89%     17     0     0    21     0     0
 10%     0   478     0     503  4229   919   5840  13072     0     0     1   95%  65%  Tf  98%     12     9     0    17    94     0
  9%     0   473     0     487  3290   945   2720  23148     0     0    31s  97% 100%  :f 100%     12     0     0    17     0     0
  6%     0   602     0     606  3196   729   2380  12576     0     0    31s  97%  89%  :  100%      0     0     0     0     0     0
 10%     0  1291     0    1291 15950  3017   2680      0     0     0    31s  94%   0%  -  100%      0     0     0     0     0     0
  9%     0   977     0     977 13452  4553   4736     24     0     0    31s  96%   0%  -   92%      0     0     0     0     0     0
  6%     0   995     0     995  3923  2210   2356      8     0     0    31s  94%   0%  -   85%      0     0     0     0     0     0
  4%     0   575     0     583  1849  2948   3056      0     0     0    31s  93%   0%  -   96%      0     8     0     0   111     0
  5%     0   789     0     789  2316   742   2364     24     0     0    31s  94%   0%  -   91%      0     0     0     0     0     0
  4%     0   550     0     550  1604  1125   3004      0     0     0    31s  92%   0%  -   80%      0     0     0     0     0     0
  7%     0  1398     0    1398  2910  1358   2716      0     0     0    31s  94%   0%  -   87%      0     0     0     0     0     0

sysstat/statistics для Cluster-Mode

Подробнее про sysstat

CM::*> system node run -node local -command "priv set diag; sysstat -x 1"
CPU   NFS  CIFS  HTTP   Total    Net kB/s   Disk kB/s     Tape kB/s Cache Cache  CP    CP Disk    FCP iSCSI   FCP  kB/s iSCSI  kB/s
                                  in   out   read  write  read write   age   hit time  ty util                 in   out    in   out
  5%     0   726     0     726  2555  1371   2784     24     0     0     1   91%   0%  -   89%      0     0     0     0     0     0
  4%     0   755     0     755  1541  1136   3312      0     0     0     1   92%   0%  -   89%      0     0     0     0     0     0
  6%     0  1329     0    1334  3379  2069   3836      8     0     0     1   90%   0%  -   79%      0     5     0     0    74     0
  4%     0   637     0     637  2804  2179   3160     24     0     0     1   92%   0%  -   86%      0     0     0     0     0     0
  4%     0   587     0     587  2386  1241   2532      8     0     0     1   94%   0%  -   98%      0     0     0     0     0     0
  8%     0   381     0     381  2374  1063   5224  15120     0     0     6s  96%  45%  Tf  78%      0     0     0     0     0     0
  7%     0   473     0     473  2902   840   3020  20612     0     0     6s  98% 100%  :f 100%      0     0     0     0     0     0
  5%     0  1131     0    1133  3542  1371   2612    400     0     0     6s  92%  35%  :   70%      0     2     0     0    20     0
  7%     0  1746     0    1746  3874  1675   3572      0     0     0     6s  92%   0%  -   79%      0     0     0     0     0     0
  8%     0  2056     0    2056  5754  3006   4044     24     0     0     6s  95%   0%  -   83%      0     0     0     0     0     0
  6%     0  1527     0    1527  2912  2162   2360      0     0     0     6s  94%   0%  -   86%      0     0     0     0     0     0
  6%     0  1247     0    1265  3740  1341   2672      0     0     0     6s  94%   0%  -   96%      0    18     0     0    98     0
  6%     0  1215     0    1220  3250  1270   2676     32     0     0     6s  92%   0%  -   86%      0     5     0     0    61     0
  4%     0   850     0     850  1991   915   2260      0     0     0     6s  90%   0%  -   75%      0     0     0     0     0     0
  7%     0  1740     0    1740  3041  1246   2804      0     0     0    13s  92%   0%  -   80%      0     0     0     0     0     0
  3%     0   522     0     531  1726  1042   2340     24     0     0    16s  88%   0%  -   69%      7     0     0    12     0     0
  6%     0   783     0     804  5401  1456   3424      0     0     0     1   92%   0%  -   89%     17     0     0    21     0     0
 10%     0   478     0     503  4229   919   5840  13072     0     0     1   95%  65%  Tf  98%     12     9     0    17    94     0
  9%     0   473     0     487  3290   945   2720  23148     0     0    31s  97% 100%  :f 100%     12     0     0    17     0     0
  6%     0   602     0     606  3196   729   2380  12576     0     0    31s  97%  89%  :  100%      0     0     0     0     0     0
 10%     0  1291     0    1291 15950  3017   2680      0     0     0    31s  94%   0%  -  100%      0     0     0     0     0     0
  9%     0   977     0     977 13452  4553   4736     24     0     0    31s  96%   0%  -   92%      0     0     0     0     0     0
  6%     0   995     0     995  3923  2210   2356      8     0     0    31s  94%   0%  -   85%      0     0     0     0     0     0
  4%     0   575     0     583  1849  2948   3056      0     0     0    31s  93%   0%  -   96%      0     8     0     0   111     0
  5%     0   789     0     789  2316   742   2364     24     0     0    31s  94%   0%  -   91%      0     0     0     0     0     0
  4%     0   550     0     550  1604  1125   3004      0     0     0    31s  92%   0%  -   80%      0     0     0     0     0     0
  7%     0  1398     0    1398  2910  1358   2716      0     0     0    31s  94%   0%  -   87%      0     0     0     0     0     0

Или при помощи комманды

CM::*> set -privilege advanced ; statistics show-periodic
  cpu  cpu    total                     fcache    total    total data     data     data cluster  cluster  cluster     disk     disk     pkts     pkts
  avg busy      ops  nfs-ops cifs-ops      ops     recv     sent busy     recv     sent    busy     recv     sent     read    write     recv     sent
 ---- ---- -------- -------- -------- -------- -------- -------- ---- -------- -------- ------- -------- -------- -------- -------- -------- --------
  27%  88%        4        4        0        0   46.2KB   13.7KB   0%   35.4KB   2.36KB      0%   10.8KB   10.9KB    962KB   31.7KB       62       55
  12%  62%        3        3        0        0   12.7KB   12.9KB   0%     207B     268B      0%   12.3KB   12.5KB   2.40MB   7.73MB       51       47
  11%  41%       27       27        0        0    119KB   39.2KB   0%    104KB   25.6KB      0%   13.8KB   13.5KB   1.65MB       0B      155      116
cl03: cluster.cluster: 3/5/2015 10:16:17
  cpu  cpu    total                     fcache    total    total data     data     data cluster  cluster  cluster     disk     disk     pkts     pkts
  avg busy      ops  nfs-ops cifs-ops      ops     recv     sent busy     recv     sent    busy     recv     sent     read    write     recv     sent
 ---- ---- -------- -------- -------- -------- -------- -------- ---- -------- -------- ------- -------- -------- -------- -------- -------- --------
Minimums:
  11%  30%        1        1        0        0   12.7KB   12.9KB   0%     148B     245B      0%   10.8KB   10.9KB    947KB       0B       51       47
Averages for 12 samples:
  20%  72%        7        7        0        0   58.5KB   20.4KB   0%   42.6KB   4.52KB      0%   15.7KB   15.7KB   1.57MB   4.06MB      105       90
Maximums:
  30%  94%       27       27        0        0    145KB   39.2KB   0%    121KB   25.6KB      0%   23.9KB   24.4KB   3.06MB   12.4MB      198      177

Подробнее про оптимизацию и проверку дисковой подсистемы здесь.

Отключение снепшотов на агрегатах

Если не оговорено иначе в лучших практиках, отключайте снепшоты на агрегатах, так как они занимают лишнее пространство и необходимы в очень редких конфигурациях, таких как SyncMirror (MetroCluster) и некоторых других.

snap shced -A aggr1 0 0 0
snap delete -A aggr1
snap list -A aggr1
snap reserve -A aggr1 0

Для Clustered ONTAP перед каждой командой добавьте

system node run -node * -command

Кэш второго уровня VSC: FlashCache/FlashPool

Virtual Storage Tiering (VST) — кеширование данных второго уровня. FlashCache — плата PCIe, кеширующая все операции чтения на контроллере. FlashPool — гибридный агрегат состоящий из вращающихся дисков (SAS/SATA HDD) и дисков SSD выделенных в RAID группу(ы), кеширует как операции чтения, так и операции перезаписи (Операции записи всегда кешируются в системном кэше контроллера, т.е. кеше первого уровня). Перед тем как покупать дорогостоющий акселератор стоит проверить, что он нужен и какой размер кеша будет наиболее оптимален, для этого есть следующие механизмы:

Для FlashCache это Predictive Cache Statistics (PCS)
Для FlashPool это Advanced Workload Analyzer (AWA)

Совместимость

Широко применяйте матрицу совместимости в вашей практике для уменьшения потенциальных проблем в инфрастурктуре ЦОД.

Уверен что по мере получения новой информации мне будет что добавить в эту статью, так что заглядывайте сюда изредка за адептами.

Замечания по ошибкам в тексте и предложения прошу направлять в ЛС.

NetApp FAS оптимизация производительности