NAS性能概述

本文将介绍文件存储NAS的性能指标,以及不同规格之间的性能参数及其关系。

性能指标

衡量文件存储NAS产品的性能指标主要包括IOPS、吞吐量和访问延迟。

  • IOPS(Input/Output Operations per Second)

    IOPS是指每秒能处理的I/O操作次数,表示NAS的随机读写能力,单位为次。如果您有高随机读写的应用场景时,需要关注IOPS。

  • 吞吐量(Throughput)

    吞吐量是指单位时间内可以成功传输的数据数量,单位通常为MB/s。如果您有大量读写应用场景时,需要关注吞吐量。

  • 延迟(Latency)

    延迟是指在文件存储系统中处理一个I/O操作所需的时间,通常以毫秒(ms)或微秒(μs)为单位。过高的访问延迟会导致应用性能下降或出现报错。如果您的应用对延迟比较敏感,建议使用极速型NAS。

IOPS与吞吐量、读写块大小及延迟之间的关系

IOPS、吞吐量、读写块大小和延迟之间存在紧密的相互关系。通过调整读写块大小和并发任务的数量,可以在一定程度上优化NAS的性能表现。例如,可以通过提高读写块大小或提高并发任务数来实现目标吞吐量,以达到降低任务整体延迟的目标。同时,提高读写块大小可以避免触及IOPS上限。

读写块大小、IOPS、吞吐量、写入次数和延迟的关系公式为:

  • 吞吐量=IOPS*读写块大小

  • IOPS=读写次数/任务整体延迟

  • 任务整体延迟=写延迟*(写次数/并发数)

例如,容量型NAS文件系统1 MiB写延迟约为100 ms,8 KiB写延迟约为15 ms,4 KiB写延迟约为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

任务整体延迟

IOPS

吞吐量

说明

方案一

4 KiB

1

250

10 ms*250=2.5s

250/2.5s=100

4 KiB*100=400 KiB/s

小块读写加上低并发数,导致吞吐和延迟性能都很差,无法达到1 MiB/s的吞吐目标。

方案二

1 MiB

1

1

100 ms

1/0.1s=10

1 MiB*10=10 MiB/s

相较方案一仅提高读写块大小,吞吐和延迟性能有提升,达到了1 MiB/s的吞吐目标,但任务整体延迟较长。

方案三

4 KiB

125

250

10 ms*(250/125)=20 ms

250/0.02s=12500

4 KiB*12500≈49 MiB/s

相较方案一仅提高任务并发数,吞吐和延迟性能有提升,达到了1 MiB/s的吞吐目标,任务整体延迟也很短,但IOPS较高,容易触及文件系统的IOPS上限。

方案四

8 KiB

125

125

15 ms*(125/125)=15 ms

125/0.015s≈8333

8 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,吞吐和延迟性能有提升,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。

NAS性能参数

项目

通用型NAS

极速型NAS

规格

容量型

高级型

性能型

标准型

高级型

协议

NFS v3/4.0

NFS v3/4.0

NFS v3/4.0

NFS v3

NFS v3

最大文件数

10亿

10亿

10亿

5亿

5亿

容量

0~10 PiB

0~1 PiB

0~1 PiB

100 GiB~256 TiB

100 GiB~256 TiB

平均单路4k读延迟

10 ms

2 ms

2 ms

1.2 ms

0.3 ms

平均单路4k写延迟

10 ms

2 ms

2 ms

1.2 ms

0.3 ms

最大读吞吐(峰值)

10 GB/s

20 GB/s

20 GB/s

读+写 1.2 GB/s

读+写 4 GB/s

最大写吞吐(峰值)

5 GB/s

5 GB/s

5 GB/s

吞吐量

  • 初始读吞吐:150 MB/s

  • 读吞吐增长速率:每GiB增加0.15 MB/s

  • 读上限:10 GB/s

  • 写上限:5 GB/s

  • 初始读吞吐:300 MB/s

  • 读吞吐增长速率:每GiB增加0.3 MB/s

  • 读上限:20 GB/s

  • 写上限:5 GB/s

  • 初始读吞吐:600 MB/s

  • 读吞吐增长速率:每GiB增加0.6 MB/s

  • 读上限:20 GB/s

  • 写上限:5 GB/s

随文件系统存储容量增长而增长,吞吐上限为1200 MB/s。具体如下:

  • [100 GiB,500 GiB):150 MB/s

  • [500 GiB,2 TiB):300 MB/s

  • [2 TiB,4 TiB):600 MB/s

  • [4 TiB,8 TiB):900 MB/s

  • [8 TiB,256 TiB):1200 MB/s

吞吐随文件系统容量规格增长而增长,吞吐上限为4000 MB/s。具体如下:

  • [100 GiB,500 GiB):250 MB/s

  • [500 GiB,1024 GiB):500 MB/s

  • [1 TiB,2 TiB):1000 MB/s

  • [2 TiB,3 TiB):1500 MB/s

  • [3 TiB,5 TiB):2000 MB/s

  • [5 TiB,8 TiB):3000 MB/s

  • [8 TiB,256 TiB):4000 MB/s

IOPS

上限:1.5

上限:3

上限:3

  • 随文件系统存储容量增长而增长。IO大小为4 KiB时,具体如下:

    • 读:min{7000+30*容量(GiB),200000}

    • 写:min{3500+15*容量(GiB),100000}

  • 随文件系统存储容量增长而增长。IO大小为4 KiB时,具体如下:

    • 读:min{5000+50*容量(GiB),200000}

    • 写:min{2500+25*容量(GiB),100000}

弹性缩容

×

×

弹性扩容

扩容步长

4 KiB

4 KiB

4 KiB

1 GiB

1 GiB

扩容方式

自动扩容

自动扩容

自动扩容

手动扩容

手动扩容

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