Les étapes de configuration du système de fichiers de base décrites dans les chapitres précédents offrent des performances équilibrées optimales dans la plupart des situations. Par conséquent, si vous n'êtes pas certain de savoir comment se comporte votre application, il est généralement préférable de laisser les paramètres de cette section sur leurs valeurs par défaut. Toutefois, si votre application effectue des demandes d'E/S inhabituellement cohérentes ou inhabituellement importantes, les performances générales pourront bénéficier d'un réglage ou d'une modification de la façon dont le système de fichiers gère les E/S physiques.
L'E/S physique est la plus efficace lorsque toutes ou la plupart des lectures et écritures commencent et se terminent exactement sur la limite sectorielle de disque de 512 octets. L'E/S de disque peut uniquement se produire dans des blocs de la taille d'un secteur. Par conséquent, lorsqu'une demande d'E/S englobe une limite sectorielle, le système doit effectuer des opérations supplémentaires pour séparer les données d'application des données non liées se trouvant dans le même secteur. Il doit s'assurer que ces données non liées ne sont pas endommagées au cours du processus. Dans le pire des cas, lors de l'écriture dans les secteurs, le système de fichiers doit lire le secteur, modifier les données sectorielles en mémoire, puis réécrire le secteur sur le disque. Les activités mécaniques supplémentaires seules rendent ce genre d'opérations de lecture-modification-écriture extrêmement coûteuses en termes de performances.
Malheureusement, la plupart des applications ont besoin d'écrire et de lire des données de différentes tailles qui ne sont pas bien alignées sur les limites sectorielles. Pour cette raison, comme de nombreux systèmes de fichiers, Oracle HSM utilise par défaut l'E/S paginée. Le système de fichiers gère les demandes d'E/S immédiates depuis l'application en lisant depuis ou en écrivant vers un cache de données dans la mémoire paginée Solaris. Le système de fichiers met à jour le cache de manière asynchrone avec des lectures et des écritures physiques mieux dimensionnées et mieux alignées. A chaque fois qu'il lit des données du disque, il peut exploiter au mieux l'E/S physique en anticipant les lectures à venir et en chargeant les données correspondantes dans le cache au cours de la même opération. Par conséquent, la plupart des demandes d'E/S sont satisfaites à l'aide des données mises en cache dans les pages de la mémoire virtuelle, sans activité de disque physique supplémentaire. L'E/S paginée utilise de la mémoire et impose une charge supplémentaire sur la CPU système mais, dans la plupart des cas, ces coûts sont plus que compensés par une meilleure efficacité de l'E/S physique.
Toutefois, dans quelques cas, les activités supplémentaires liées à l'E/S paginée ne sont pas compensées par les avantages de celle-ci. Les applications qui effectuent toujours des E/S bien alignées et les applications qui peuvent être réglées pour ce faire ne tirent aucun avantage de la mise en cache des pages. De même, les applications qui effectuent des E/S extrêmement volumineuses peuvent ne bénéficier que de façon très minime de la mise en cache des pages, car seuls les premiers et derniers secteurs sont mal alignés et parce que les E/S volumineuses risquent de toute façon d'être trop volumineuses pour être mises en cache. Enfin, les applications qui transfèrent des données de télémesures, de vidéosurveillance ou d'autres types d'informations en temps réel risquent de perdre des données irrécupérables si les écritures ne sont pas immédiatement effectuées sur un stockage non volatile. Dans ces cas, il est préférable d'utiliser l'option E/S en accès direct. Lorsque l'E/S en accès direct est spécifiée, le système de fichiers transfère directement les données entre la mémoire de l'application et le périphérique de disque et ignore le cache de pages.
Oracle HSM vous laisse une marge de manoeuvre considérable lors de la sélection et du réglage du comportement de mise en cache d'E/S. Une fois que vous avez compris les caractéristiques d'E/S de votre application et que vous avez effectué les tâches décrites dans la Réglage du système Solaris et des paramètres du pilote pour les E/S anticipées de système de fichiers, sélectionnez votre approche comme suit :
Si votre application effectue constamment des demandes d'E/S de petite taille, de taille variable et/ou mal alignées, acceptez les paramètres par défaut de Oracle HSM. N'effectuez aucune des modifications décrites dans cette section.
Si votre application effectue des demandes d'E/S de taille variable, mais plus grandes que la moyenne et mal alignées, procédez à l'optimisation de l'E/S paginée pour les transferts de données volumineuses.
Si votre application effectue une combinaison de demandes d'E/S bien alignées ou très volumineuses et de petites demandes mal alignées, procédez à l'activation du basculement entre E/S paginée et E/S en accès direct.
Si votre application effectue constamment des demandes d'E/S bien alignées ou très volumineuses, procédez à la configuration du système de fichiers pour utiliser exclusivement l'E/S en accès direct.
Si les applications s'exécutant sur des clients de système de fichiers partagé ouvrent constamment un grand nombre de fichiers, augmentez la taille du cache de recherche de noms de répertoire.
L'E/S paginée peut être réglée pour mieux correspondre aux caractéristiques des applications et du matériel. Les lectures vers le cache et les écritures depuis le cache doivent être assez volumineuses pour transférer la quantité moyenne de données que l'application transfère, ou que la quantité maximale de données que le stockage physique peut transférer, suivant celle qui est la plus importante. Si nous ne parvenons pas à régler le comportement de cache des pages, le cache sera sous-utilisé, les demandes d'E/S d'application nécessiteront plus d'E/S physique et les performances générales du système seront détériorées.
Par exemple, considérons la différence qui existe entre un périphérique de données md mis en oeuvre sur un volume de disque unique et un périphérique md mis en oeuvre sur un groupe de volumes RAID 5 3+1. Si nous devions gérer chaque demande d'écriture émanant de l'application en écrivant une seule unité d'allocation de disque (DAU) de 64 kilo-octets du cache vers cette unité, tout en ignorant la bande passante supplémentaire possible avec le périphérique à plusieurs disques, le périphérique RAID devrait scinder l'E/S en trois petits fragments de 21 et 22 kilo-octets encore moins efficaces, avant d'écrire les données sur les trois disques de données dans le groupe RAID. Ainsi, satisfaire les demandes d'E/S de 64 kilo-octets émanant de l'application nécessiterait beaucoup plus de travail avec cette configuration que si nous avions utilisé le cache de pages pour assembler les demandes en une seule E/S à 3 DAU de 192 kilo-octets. Si l'application pouvait faire des demandes d'E/S (ou pouvait être réglée pour ce faire) en multiples de la bande passante du périphérique (192, 384 ou 576 kilo-octets), nous pourrions mettre en cache encore plus de données et en transférer davantage avec chaque E/S physique, ce qui aurait pour effet de réduire les coûts et d'améliorer les performances.
Par conséquent, commencez par identifier les besoins en matière d'E/S de votre application et comprenez les propriétés E/S de votre matériel. Puis procédez comme suit.
Connectez-vous à l'hôte du système de fichiers en tant qu'utilisateur root.
root@solaris:~#
Sauvegardez le fichier /etc/vfstab du système d'exploitation.
root@solaris:~# cp /etc/vfstab /etc/vfstab.backup root@solaris:~#
Ouvrez le fichier /etc/vfstab dans un éditeur de texte et recherchez la ligne du système de fichiers nécessitant un réglage.
Dans cet exemple, le système de fichiers est nommé qfsma :
root@solaris:~# vi /etc/vfstab #File #Device Device Mount System fsck Mount Mount #to Mount to fsck Point Type Pass at Boot Options #-------- ------- -------- ------ ---- ------- -------------------- /devices - /devices devfs - no - ... qfsma - /qfsma samfs - yes ...
Dans le champ Mount Options du système de fichiers, ajoutez l'option de montage writebehind=n, où n est un multiple de 8 kilo-octets. Les options de montage doivent être séparées par une virgule, et non par des espaces. Enregistrez le fichier et fermez l'éditeur de texte.
L'option writebehind détermine quelle proportion d'un fichier donné peut être mise en file d'attente dans le cache de pages avant que le cache ne soit purgé vers le disque. Définir le paramètre sur une valeur plus importante améliore les performances, car une file d'attente volumineuse consolide plusieurs petites écritures d'application en E/S physiques moins nombreuses, plus grandes et plus efficaces. Définir le paramètre sur une valeur moins importante protège mieux les données car les modifications sont écrites plus tôt sur un stockage non volatile.
La valeur par défaut est de 512 kilo-octets (huit DAU de 64 kilo-octets) ce qui, en général, favorise les E/S séquentielles à grands blocs. Mais dans cet exemple, la famille contient deux périphériques de disque md avec allocation de fichiers entrelacés. La largeur de l'entrelacement est une DAU de 64 kilo-octets, pour une écriture de 128 kilo-octets sur les deux périphériques md Les périphériques md sont des groupes RAID 5 3+1. Nous souhaitons donc écrire au moins 128 kilo-octets sur chacun des trois disques de données, pour une écriture totale d'au moins 768 kilo-octets (96 groupes de 8 kilo-octets chacun) :
#File #Device Device Mount System fsck Mount Mount #to Mount to fsck Point Type Pass at Boot Options #-------- ------- -------- ------ ---- ------- -------------------- /devices - /devices devfs - no - ... qfsma - /qfsma samfs - yes ...,writebehind=768 :wq root@solaris:~#
Testez les performances d'E/S du système de fichiers et ajustez le paramètre writebehind selon les besoins.
Rouvrez le fichier /etc/vfstab dans un éditeur de texte. Dans le champ Mount Options du système de fichiers, ajoutez l'option de montage readahead=n, où n est un multiple de 8 kilo-octets. Les options de montage doivent être séparées par une virgule, et non par des espaces. Enregistrez le fichier et fermez l'éditeur de texte.
L'option readahead détermine la quantité de données qui est lue dans le cache pendant une seule lecture physique. Lorsqu'une application semble effectuer une lecture séquentielle, le système de fichiers met en cache les blocs de données de fichiers entrants pendant chaque lecture physique. Une série de demandes de lecture d'applications peut alors être traitée depuis la mémoire cache, consolidant ainsi plusieurs demandes de lecture d'application en une seule demande d'E/S physique.
La valeur par défaut est de 1 024 kilo-octets (16 DAU de 64 kilo-octets) ce qui favorise généralement les E/S séquentielles à grands blocs. Si une base de données ou une application similaire effectue sa propre directive readahead, définissez Oracle HSM readahead sur 0 pour éviter les conflits. Sinon, readahead doit généralement être défini de manière à mettre en cache la quantité maximale de données qu'une seule E/S physique peut transférer. Si le paramètre readahead est défini sur une valeur inférieure à la quantité de données que les applications demandent généralement et que les périphériques peuvent fournir, satisfaire une demande d'E/S d'application nécessite plus d'E/S physiques que nécessaire. Cependant, si readahead est défini sur une valeur trop élevée, il risque de consommer assez de mémoire pour entraver les performances générales du système. Dans cet exemple, nous définissons readahead sur 736 kilo-octets (36 DAU de 64 kilo-octets).
#File #Device Device Mount System fsck Mount Mount #to Mount to fsck Point Type Pass at Boot Options #-------- ------- -------- ------ ---- ------- -------------------- /devices - /devices devfs - no - /proc - /proc proc - no - ... qfsma - /qfsma samfs - yes ...,readahead=736 :wq root@solaris:~#
Testez les performances d'E/S du système de fichiers et ajustez le paramètre readahead selon les besoins.
L'augmentation de la valeur du paramètre readahead améliore les performances en termes de transfert de fichiers volumineux, mais dans une certaine mesure seulement. Il est donc nécessaire de tester les performances du système après avoir redéfini la taille readahead. Augmentez ensuite la taille readahead jusqu'à ce que vous ne puissiez plus constater d'amélioration des taux de transfert.
Vous pouvez configurer les systèmes de fichiers Oracle HSM pour basculer de l'E/S paginée à l'E/S en accès direct et vice versa, si ce basculement convient mieux au comportement E/S de votre application. Spécifiez d'abord les caractéristiques d'alignement des secteurs et de taille minimale des lectures et écritures susceptibles de bénéficier de l'E/S en accès direct, puis définissez le nombre de lectures et d'écritures correspondantes qui doit déclencher le basculement. Procédez comme suit :
Connectez-vous à l'hôte du système de fichiers en tant qu'utilisateur root.
root@solaris:~#
Sauvegardez le fichier /etc/vfstab du système d'exploitation.
root@solaris:~# cp /etc/vfstab /etc/vfstab.backup root@solaris:~#
Ouvrez le fichier /etc/vfstab dans un éditeur de texte et recherchez la ligne du système de fichiers que vous souhaitez configurer.
Dans cet exemple, le système de fichiers est nommé qfsma :
root@solaris:~# vi /etc/vfstab #File Device Mount #Device to Mount System fsck at Mount #to Mount fsck Point Type Pass Boot Options #-------- ------ -------- ------ ---- ----- ----------------------------- /devices - /devices devfs - no - /proc - /proc proc - no - ... qfsma - /qfsma samfs - yes stripe=1
Pour définir une taille de seuil de démarrage de l'E/S en accès direct pour les demandes de lecture qui s'alignent bien avec les limites sectorielles de 512 octets, ajoutez l'option de montage dio_rd_form_min=n au champ Mount Options du système, où n est un nombre de kilo-octets. Les options de montage doivent être séparées par une virgule, et non par des espaces.
Par défaut, dio_rd_form_min=256 kilo-octets. Dans l'exemple, nous savons que notre application ne génère pas de lectures systématiquement bien alignées tant qu'elle ne demande pas de lecture d'au moins 512 kilo-octets. Nous modifions donc la taille du seuil pour les lectures directes bien alignées sur 512 :
#File Device Mount #Device to Mount System fsck at Mount #to Mount fsck Point Type Pass Boot Options #-------- ------ -------- ------ ---- ----- ----------------------------- /devices - /devices devfs - no - /proc - /proc proc - no - ... qfsma - /qfsma samfs - yes stripe=1,dio_rd_form_min=512
Pour définir une taille de seuil de démarrage de l'E/S en accès direct pour les demandes d'écriture qui s'alignent bien avec les limites sectorielles de 512 octets, ajoutez l'option de montage dio_wr_form_min=n au champ Mount Options du système de fichiers, où n est un nombre de kilo-octets. Les options de montage doivent être séparées par une virgule, et non par des espaces.
Par défaut, dio_wr_form_min=256 kilo-octets. Dans l'exemple, nous savons que notre application ne génère pas de d'écritures systématiquement bien alignées tant qu'elle ne demande pas d'écriture d'au moins un méga-octet. Nous modifions donc la taille du seuil pour les écritures directes bien alignées sur 1 024 kilo-octets :
#File Device Moun #Device to Mount System fsck at Mount #to Mount fsck Point Type Pass Boot Options #-------- ------ -------- ------ ---- ----- ----------------------------- /devices - /devices devfs - no - /proc - /proc proc - no - ... qfsma - /qfsma samfs - yes ...,dio_wr_form_min=1024
Pour définir une taille de seuil de démarrage de l'E/S en accès direct pour les demandes de lecture qui ne s'alignent pas bien avec les limites sectorielles de 512 octets, ajoutez l'option de montage dio_rd_ill_min=n au champ Mount Options du système de fichiers, où n est un nombre de kilo-octets. Les options de montage doivent être séparées par une virgule, et non par des espaces.
Par défaut, dio_rd_ill_min=0 kilo-octet, par conséquent l'E/S en accès direct n'est pas utilisée pour les lectures mal alignées. Dans l'exemple, nous savons que notre application effectue généralement des demandes de lecture mal alignées pour de petits ensembles de données. Une grande partie de ces données est relue par la suite. Ainsi, la mise en cache de pages est susceptible d'être bénéfique pour ces lectures. Un basculement vers l'E/S en accès direct provoquerait de l'E/S physique supplémentaire inutile et des performances réduites. Par conséquent, nous acceptons la valeur par défaut et n'apportons aucune modification au fichier vfstab :
#File Device Mount #Device to Mount System fsck at Mount #to Mount fsck Point Type Pass Boot Options #-------- ------ -------- ------ ---- ----- ----------------------------- /devices - /devices devfs - no - /proc - /proc proc - no - ... qfsma - /qfsma samfs - yes ...,dio_wr_form_min=1024
Pour définir une taille de seuil de démarrage de l'E/S en accès direct pour les demandes d'écriture qui ne s'alignent pas bien avec les limites sectorielles de 512 octets, ajoutez l'option de montage dio_wr_ill_min=n au champ Mount Options du système de fichiers, où n est un nombre de kilo-octets. Les options de montage doivent être séparées par une virgule, et non par des espaces.
Par défaut, dio_wr_ill_min=0 kilo-octet, par conséquent l'E/S en accès direct n'est pas utilisée pour les écritures mal alignées. Les écritures mal alignées peuvent être particulièrement coûteuses en termes de performances, car le système doit lire, modifier et écrire les secteurs. Dans l'exemple, nous savons toutefois que notre application effectue parfois des demandes d'écriture uniques et volumineuses qui ne correspondent pas aux limites sectorielles. Les opérations de lecture-écriture-modification étant limitées au début et à la fin d'un grand bloc de secteurs séquentiels, l'E/S en accès direct est plus avantageuse que l'E/S paginée. Ainsi, nous définissons dio_wr_ill_min=2048 kilo-octets :
Dans cet exemple, nous modifions la valeur de seuil par défaut pour l'utilisation de l'E/S en accès direct pendant les écritures avec des données mal alignées sur 2 048 kilo-octets.
#File Device Mount
#Device to Mount System fsck at Mount
#to Mount fsck Point Type Pass Boot Options
#-------- ------ -------- ------ ---- ----- -----------------------------
/devices - /devices devfs - no -
/proc - /proc proc - no -
...
qfsma - /qfsma samfs - yes ...,dio_wr_ill_min=2048
Pour activer l'E/S en accès direct pour les lectures, ajoutez l'option de montage dio_rd_consec=n dans le champ Mount Options, où n est le nombre de transferts d'E/S consécutifs satisfaisant les exigences de taille et d'alignement spécifiées ci-dessus nécessaires pour déclencher le basculement vers l'E/S en accès direct. Choisissez une valeur qui sélectionne les opérations d'application bénéficiant de l'E/S en accès direct. Les options de montage doivent être séparées par une virgule, et non par des espaces.
Par défaut, dio_rd_consec=0, c'est-à-dire que le basculement E/S est désactivé. Dans l'exemple, nous savons que, dès lors que notre application demandera trois lectures bien alignées successives ayant au moins la taille minimale spécifiée par dio_rd_form_min, à savoir 512 kilo-octets, elle continuera à le faire assez longtemps pour que l'activation de l'E/S en accès direct soit intéressante. La taille minimale spécifiée par dio_rd_form_min est la valeur par défaut, c'est-à-dire 0. Par conséquent, l'activation de l'E/S par accès direct n'affectera pas les demandes de lecture mal alignées. Nous définissons donc dio_rd_consec=3 :
#File Device Mount
#Device to Mount System fsck at Mount
#to Mount fsck Point Type Pass Boot Options
#-------- ------ -------- ------ ---- ----- -----------------------------
/devices - /devices devfs - no -
/proc - /proc proc - no -
...
qfsma - /qfsma samfs - yes ...,dio_rd_consec=3
Pour activer l'E/S en accès direct pour les écritures, ajoutez l'option de montage dio_wr_consec=n au champ Mount Options, où n est le nombre de transferts d'E/S consécutifs satisfaisant les exigences de taille et d'alignement spécifiées ci-dessus et nécessaires pour déclencher le basculement vers l'E/S en accès direct. Choisissez une valeur qui sélectionne les opérations d'application bénéficiant de l'E/S en accès direct. Les options de montage doivent être séparées par une virgule, et non par des espaces.
Par défaut, dio_wr_consec=0, c'est-à-dire que le basculement E/S est désactivé. Dans l'exemple, nous savons que, dès lors que notre application demandera deux écritures bien alignées successives ayant au moins la taille minimale spécifiée par dio_wr_form_min, à savoir 1 024 kilo-octets, elle continuera à le faire assez longtemps pour que l'activation de l'E/S en accès direct soit intéressante. Nous savons également que deux écritures mal alignées successives plus grandes que dio_wr_form_min, à savoir 2 048 kilo-octets, seront assez grandes pour que le mauvais alignement importe peu. Nous définissons donc dio_wr_consec=2 :
#File Device Mount
#Device to Mount System fsck at Mount
#to Mount fsck Point Type Pass Boot Options
#-------- ------ -------- ------ ---- ----- -----------------------------
/devices - /devices devfs - no -
/proc - /proc proc - no -
...
qfsma - /qfsma samfs - yes ...,dio_wr_consec=2
Enregistrez le fichier vfstab et fermez l'éditeur.
#File Device Mount
#Device to Mount System fsck at Mount
#to Mount fsck Point Type Pass Boot Options
#-------- ------ -------- ----- ---- ----- -----------------------------
/devices - /devices devfs - no -
/proc - /proc proc - no -
...
qfsma - /qfsma samfs - yes ...,dio_wr_consec=2
:wq
root@solaris:~#
Montez le système de fichiers modifié :
root@solaris:~# mount /qfsms root@solaris:~#
Lorsque les caractéristiques E/S des applications rendent souhaitables l'utilisation exclusive de l'E/S en accès direct, vous pouvez monter des systèmes de fichiers entiers avec l'option de montage forcedirectio (pour plus d'informations sur la spécification de l'E/S en accès direct pour des fichiers ou répertoires individuels, reportez-vous à la page de manuel Oracle HSM setfa).
Pour monter un système de fichiers de manière à ce qu'il utilise exclusivement l'E/S en accès direct, procédez comme suit :
Connectez-vous à l'hôte du système de fichiers en tant qu'utilisateur root.
root@solaris:~#
Sauvegardez le fichier /etc/vfstab du système d'exploitation.
root@solaris:~# cp /etc/vfstab /etc/vfstab.backup root@solaris:~#
Ouvrez le fichier /etc/vfstab dans un éditeur de texte et recherchez la ligne du système de fichiers dans lequel vous souhaitez utiliser l'E/S en accès direct.
Dans cet exemple, le système de fichiers est nommé qfsma :
root@solaris:~# vi /etc/vfstab #File #Device Device Mount System fsck Mount Mount #to Mount to fsck Point Type Pass at Boot Options #-------- ------- -------- ------ ---- ------- -------------------- /devices - /devices devfs - no - /proc - /proc proc - no - ... qfsma - /qfsma samfs - yes stripe=1
Dans le champ Mount Options du système de fichiers, ajoutez l'option de montage forcedirectio. Les options de montage doivent être séparées par une virgule, et non par des espaces. Enregistrez le fichier et fermez l'éditeur de texte.
#File #Device Device Mount System fsck Mount Mount #to Mount to fsck Point Type Pass at Boot Options #-------- ------- -------- ------ ---- ------- -------------------- /devices - /devices devfs - no - /proc - /proc proc - no - ... qfsma - /qfsma samfs - yes stripe=1,forcedirectio :wq root@solaris:~#
Montez le système de fichiers modifié :
root@solaris:~# mount /qfsms root@solaris:~#
La taille par défaut du cache de recherche de noms de répertoire Oracle Solaris (DNLC) sur le serveur de métadonnées peut s'avérer inadaptée lorsque les clients d'un système de fichiers partagé ouvrent un trop grand nombre de fichiers simultanément. Le serveur de métadonnées recherche les noms de fichiers pour le compte de tous les clients, si bien que dans ces conditions, les performances du système de fichiers risquent d'être altérées.
Si vous prévoyez ce genre de charge de travail, augmentez la valeur du paramètre de taille de cache de recherche de noms de répertoire, ncsize, au double ou au triple de sa taille par défaut. Pour obtenir des instructions, reportez-vous au Manuel de référence des paramètres réglables Oracle Solaris, disponible dans la Bibliothèque d'informations d'Oracle Solaris (voir la section Documentation disponible de la préface).