本文介绍文件存储NAS性能相关常见问题。

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NAS技术支持

文件系统的读写性能与什么相关？

  • 通用型NAS

    单个文件系统的读写性能上限（峰值）与文件系统的当前使用容量线性相关且成正比例关系，即使用容量越大，吞吐性能上限（峰值）越高。更多信息，请参见通用型NAS。

  • 极速型NAS

    单个文件系统的读写性能随配置容量的增长呈阶梯式增长。更多信息，请参见极速型NAS。

什么是IOPS？IOPS与吞吐、读写块大小、时延有什么关系？

IOPS（Input/Output Per Second）即每秒IO操作的次数（读写次数）。

读写块大小、IOPS、吞吐量、写入次数及时延的关系公式为：

吞吐量=IOPS*读写块大小；IOPS=读写次数/任务整体时延

例如，容量型NAS文件系统1 MiB写时延约为100 ms，8 KiB写时延约为15 ms，4 KiB写时延约为10 ms，最大支持128个并发任务。当您需要1s内写1 MiB数据时，可以有多种写入方案，如下列举其中几种：
序号读写块大小并发数写入次数任务整体时延IOPS吞吐量说明
方案一4 KiB125010 ms*250=2.5s250/2.5s=1004 KiB*100=400 KiB/s小块读写加上低并发数，导致吞吐和时延性能都很差，无法达到1 MiB/s的吞吐目标。
方案二1 MiB11100 ms1/0.1s=101 MiB*10=10 MiB/s相较方案一仅提高读写块大小，吞吐和时延性能有提升，达到了1 MiB/s的吞吐目标，但任务整体时延较长。
方案三4 KiB12525010 ms*（250/125）=20 ms250/0.02s=125004 KiB*12500≈49 MiB/s相较方案一仅提高任务并发数，吞吐和时延性能有提升，达到了1 MiB/s的吞吐目标，任务整体时延也很短，但IOPS较高，容易触及文件系统的IOPS上限。
方案四8 KiB12512515 ms*（125/125）=15 ms125/0.015s≈83338 KiB*8333≈65 MiB/s相较方案一同时提高读写块大小和任务并发数，吞吐和时延性能有提升，达到了1 MiB/s的吞吐目标，任务整体延时最短，IOPS较低，不容易触及文件系统的IOPS上限。

读写带宽超过阈值会有什么影响？

如果您或应用程序发出的请求吞吐超过带宽阈值时，NAS会自动对该请求限速，进而导致延迟增高。更多信息，请参见性能指标。

为什么使用Nginx写日志到文件系统耗时很长？

  • 背景信息：

    与Nginx日志相关的指令有两条。log_format用来设置日志的格式，access_log用来指定日志文件的存放路径、格式的名称和缓存大小。

  • 问题描述：

    Nginx写日志到文件系统耗时很长，写入性能差。

  • 问题原因：

    access_log指令中的日志文件路径包含变量，每次写日志时都会重新打开文件，再写入日志，然后关闭文件。NAS为了保证数据的可见性，会在关闭文件时将数据写回服务端，性能消耗较大。

  • 解决方案：
    • 方案一：删除access_log指令中的变量，使用固定路径存储日志文件。
    • 方案二：使用open_log_file_cache指令设置经常被使用的日志文件描述符缓存，提高包含变量的日志文件存放路径的性能。具体配置，请参见open_log_file_cache。
      建议配置：
      open_log_file_cache max=1000 inactive=1m valid=3m min_uses=2;

为什么SMB文件系统执行IO操作会延迟？

  • 问题描述：

    通过挂载点直接访问SMB文件系统，在执行IO操作会有几分钟的等待时间。

  • 问题原因：
    • 安装了NFS客户端，实际业务不使用，产生等待时间。
    • 启用了WebClient服务，导致Internet文件服务器登录SMB文件系统失败。
    • 注册表配置项中包含了NFS权限Nfsnp，导致打开文件失败。
  • 解决方案：
    1. 首次访问SMB文件系统时，请ping挂载点，查看计算节点和文件系统连通性，以及时延是否在正常范围。
      • 如果执行ping命令失败，请检查您的网络设置，确保网络连接正常。
      • 如果延时较长，请ping挂载IP。当ping IP比ping DNS延时小很多，判断可能是DNS问题，请检查您的DNS服务器配置。
    2. 如果已安装NFS客户端，且用不到NFS服务，请删除NFS客户端。
    3. 禁用WebClient服务。
    4. 查看注册表配置项HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\NetworkProvider\Order\ProviderOrder，如果注册值包含Nfsnp，请删除Nfsnp，然后重启实例。
说明
  • 您可以使用fio工具，查看性能指标是否异常。
    fio.exe --name=./iotest1 --direct=1 --rwmixread=0 --rw=write --bs=4K --numjobs=1 --thread --iodepth=128 --runtime=300 --group_reporting --size=5G --verify=md5 --randrepeat=0 --norandommap --refill_buffers --filename=\\<mount point dns>\myshare\testfio1
  • 建议您使用大数据块进行IO读写操作，如果数据块较小，会消耗更多的网络资源。如果不能修改数据块大小，可以通过构造BufferedOutputStream，将具有指定缓冲区大小的数据写入。

为什么Windows server SMB协议IO性能无法提升？

  • 问题原因：

    Windows SMB客户端默认不开启large mtu选项，因此影响IO性能的提升。

  • 解决方案：

    您可以通过修改注册表配置项来开启large mtu选项，注册表路径：HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\LanmanWorkstation\Parameters

    在该路径下，增加DWORD类型的键，命名为DisableLargeMtu，设置其值为0，重启后才能生效。

如何提升IIS访问NAS的性能？

  • 问题原因：

    IIS采用NAS Share的方式访问NAS，在访问一个文件时，IIS后台会多次访问NAS。不同于访问本地文件系统，每次访问NAS至少要有一次网络交互，虽然每次访问的时长很短，但是多次访问时长叠加可能会造成客户端响应总时间较长。

  • 解决方案：
    1. 请您使用SMB重定向器组件，进行优化。具体操作，请参见SMB2 Client Redirector Caches Explained。
      其中，注册表路径为HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\services\LanmanWorkstation\Parameters。请将如下三个配置项调至600及以上。
      • FileInfoCacheLifetime
      • FileNotFoundCacheLifetime
      • DirectoryCacheLifetime
      说明 如果三个注册表配置项都不存在：
      1. 请确认使用的是SMB文件系统。
      2. 确认Windows版本是否支持这三个注册表项配置项。如果Windows版本支持而注册表配置项不存在，请手动创建。具体操作，请参见Performance tuning for file servers。
    2. 建议把IIS访问频繁的JS/CSS等网页程序相关的内容存放在本地。

如果当前IIS读写性能无法满足您的业务需求，请联系NAS技术支持进行咨询。

为什么Linux操作系统上NFS客户端运行性能差？

  • 问题描述：

    Linux操作系统中出现NFS客户端读写速度只有几MB/s。

  • 问题原因：

    在Linux操作系统中，NFS客户端对于同时发起的NFS请求数量进行了控制，默认编译的内核中此参数值为2，严重影响性能。

  • 解决方案：

    安装NFS客户端后，修改同时发起的NFS请求数量，提高NFS性能。具体操作，请参见如何修改同时发起的NFS请求数量？。

如何提升通用型NAS文件系统的读写带宽？

通用型NAS文件系统的读写带宽随文件系统的使用容量线性增长。文件系统读写带宽与使用容量的关系，请参见通用型NAS产品规格。

通过在文件系统写入空洞文件或使用Truncate命令生成一个文件来增加文件系统使用容量，从而提升文件系统的读写带宽。同时，空洞文件和Truncate命令生成的文件在阿里云NAS上占用实际容量，按实际大小计费。更多信息，请参见通用型NAS计费。

例如在容量型文件系统写入1 TiB文件，其读写带宽可提升150 MB/s；在性能型文件系统写入1 TiB文件，其读写带宽可提升600 MB/s。
  • Linux

    支持使用Truncate命令生成文件提升读写带宽。

    sudo truncate --size=1TB /mnt/sparse_file.txt
    其中，/mnt为文件系统在计算节点上的挂载路径。
  • Windows

    支持通过在文件系统写入空洞文件提升读写带宽。

    fsutil file createnew Z:\sparse_file.txt 1099511627776
    其中，Z:\为文件系统在计算节点上的挂载路径。

为什么执行ls命令时，有卡顿或者无响应？

  • 问题现象

    在执行目录遍历的操作中出现卡顿或无响应。例如，执行ls命令、包含通配符*?的操作、执行rm -rf命令及getdents系统调用等。

  • 原因分析
    • 执行目录遍历操作时，如果此目录同时正在被修改（如创建、删除、重命名文件），目录遍历会由于缓存频繁失效而响应非常慢。
    • 对大目录执行目录遍历操作时，目录遍历会由于缓存淘汰而响应非常慢。
  • 解决方案
    • 避免目录体量过大，控制单目录下文件数量小于1万个。
    • 执行目录遍历操作时，不要频繁对目录进行修改。
    • 执行目录遍历操作时，如果目标目录体量较大（包含大于1万个文件），且不需要频繁修改目录，您可以通过NFSv3挂载，并添加nordirplus参数，该措施能在一定程度上提速，请您验证后使用。更多信息，请参见挂载参数。