LINUX.ORG.RU
Форум — Admin  

Производительность ZFS на PVE

 , , ,


1

4

Коллеги, всем привет! Вынес я себе мозг знатно, уже идей не осталось. Есть новый сервант DELL PowerEdge R630, и в нем же торчит два NVME накопителя - INTEL DC P3605 HHHL. Поверх накопителей накатан mirror ZFS. Казалось бы все ок, норм, кайф и как по учебнику, но это было бы очень просто. Внутри гостевой машины наблюдается катастрофическое падение производительности файловой системы. Если тестирование пула на голом железе даёт ~ от 12к iops до 90к (sync=disabled) то в виртуалке всё это падает в 10 раз а то и больше (60-5к iops). Перебрал все варианты, менял контроллеры в гостевых машинах, игрался с размерами блоков etc… Я бы понимал такие падения если бы запускался на гражданских носителях. Но тут эентерпрайз левел. Мейби кто то сталкивался с этим траблом?

Исходные данные:

Гипервизор:

  • Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2697 v4 @ 2.30GHz
  • 256 гигов какой то оперативы
  • pve-manager/6.4-15/af7986e6 (running kernel: 5.4.203-1-pve)

Создание ZFS: zpool create -o ashift=12 nvtank mirror /dev/nvme0n1 /dev/nvme1n1

Тест везде используется один и тот же:

fio --name TEST --eta-newline=5s --filename=fio-tempfile.dat --rw=randrw --size=500m --io_size=10g --blocksize=4k --ioengine=libaio --fsync=1 --iodepth=1 --direct=1 --numjobs=1 --runtime=60 --group_reporting

Тест ZFS на голом железе (sync=disabled)

TEST: (g=0): rw=randrw, bs=(R) 4096B-4096B, (W) 4096B-4096B, (T) 4096B-4096B, ioengine=libaio, iodepth=1
fio-3.12
Starting 1 process
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][50.0%][r=418MiB/s,w=416MiB/s][r=107k,w=106k IOPS][eta 00m:07s]  
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][92.9%][r=282MiB/s,w=281MiB/s][r=72.2k,w=71.0k IOPS][eta 00m:01s] 
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][100.0%][r=418MiB/s,w=415MiB/s][r=107k,w=106k IOPS][eta 00m:00s]
TEST: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=28781: Mon Aug 28 14:23:39 2023
  read: IOPS=93.6k, BW=366MiB/s (383MB/s)(5133MiB/14040msec)
    slat (usec): min=2, max=415, avg= 3.32, stdev= 4.34
    clat (nsec): min=523, max=53651, avg=583.63, stdev=495.25
     lat (usec): min=2, max=417, avg= 3.96, stdev= 4.41
    clat percentiles (nsec):
     |  1.00th=[  532],  5.00th=[  532], 10.00th=[  532], 20.00th=[  532],
     | 30.00th=[  540], 40.00th=[  540], 50.00th=[  540], 60.00th=[  540],
     | 70.00th=[  548], 80.00th=[  588], 90.00th=[  684], 95.00th=[  684],
     | 99.00th=[  892], 99.50th=[  964], 99.90th=[ 2040], 99.95th=[17024],
     | 99.99th=[18304]
   bw (  KiB/s): min=164648, max=428672, per=99.94%, avg=374139.11, stdev=74716.19, samples=28
   iops        : min=41162, max=107168, avg=93534.75, stdev=18679.07, samples=28
  write: IOPS=93.1k, BW=364MiB/s (381MB/s)(5107MiB/14040msec); 0 zone resets
    slat (usec): min=4, max=577, avg= 5.50, stdev= 4.97
    clat (nsec): min=532, max=216252, avg=614.70, stdev=535.96
     lat (usec): min=4, max=581, avg= 6.18, stdev= 5.06
    clat percentiles (nsec):
     |  1.00th=[  540],  5.00th=[  548], 10.00th=[  548], 20.00th=[  556],
     | 30.00th=[  564], 40.00th=[  564], 50.00th=[  572], 60.00th=[  580],
     | 70.00th=[  588], 80.00th=[  620], 90.00th=[  708], 95.00th=[  732],
     | 99.00th=[  948], 99.50th=[ 1048], 99.90th=[ 2192], 99.95th=[17024],
     | 99.99th=[18304]
   bw (  KiB/s): min=165336, max=426904, per=99.94%, avg=372271.57, stdev=74077.66, samples=28
   iops        : min=41334, max=106726, avg=93067.86, stdev=18519.35, samples=28
  lat (nsec)   : 750=97.62%, 1000=1.84%
  lat (usec)   : 2=0.43%, 4=0.01%, 10=0.01%, 20=0.08%, 50=0.01%
  lat (usec)   : 100=0.01%, 250=0.01%
  cpu          : usr=20.49%, sys=79.44%, ctx=60, majf=0, minf=37
  IO depths    : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued rwts: total=1313957,1307483,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1

Run status group 0 (all jobs):
   READ: bw=366MiB/s (383MB/s), 366MiB/s-366MiB/s (383MB/s-383MB/s), io=5133MiB (5382MB), run=14040-14040msec
  WRITE: bw=364MiB/s (381MB/s), 364MiB/s-364MiB/s (381MB/s-381MB/s), io=5107MiB (5355MB), run=14040-14040msec```

Тет внутри виртуалки

TEST: (g=0): rw=randrw, bs=(R) 4096B-4096B, (W) 4096B-4096B, (T) 4096B-4096B, ioengine=libaio, iodepth=1
fio-3.1
Starting 1 process
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][11.7%][r=12.1MiB/s,w=12.1MiB/s][r=3095,w=3108 IOPS][eta 00m:53s]
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][21.7%][r=12.1MiB/s,w=12.1MiB/s][r=3097,w=3099 IOPS][eta 00m:47s]
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][31.7%][r=14.1MiB/s,w=14.1MiB/s][r=3598,w=3622 IOPS][eta 00m:41s]
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][41.7%][r=12.9MiB/s,w=12.7MiB/s][r=3296,w=3261 IOPS][eta 00m:35s]
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][51.7%][r=9852KiB/s,w=9168KiB/s][r=2463,w=2292 IOPS][eta 00m:29s]
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][61.7%][r=10.4MiB/s,w=10.0MiB/s][r=2661,w=2565 IOPS][eta 00m:23s]
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][71.7%][r=11.9MiB/s,w=12.1MiB/s][r=3052,w=3088 IOPS][eta 00m:17s]
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][81.7%][r=13.3MiB/s,w=13.1MiB/s][r=3392,w=3355 IOPS][eta 00m:11s]
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][91.7%][r=12.6MiB/s,w=12.7MiB/s][r=3217,w=3250 IOPS][eta 00m:05s]
Jobs: 1 (f=1): [m(1)][100.0%][r=12.4MiB/s,w=11.8MiB/s][r=3187,w=3032 IOPS][eta 00m:00s]
TEST: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=1318: Mon Aug 28 12:03:04 2023
   read: IOPS=2887, BW=11.3MiB/s (11.8MB/s)(677MiB/60001msec)
    slat (usec): min=3, max=2241, avg=10.77, stdev= 8.60
    clat (nsec): min=1767, max=16231k, avg=21005.89, stdev=53925.90
     lat (usec): min=6, max=16249, avg=33.02, stdev=56.27
    clat percentiles (usec):
     |  1.00th=[    3],  5.00th=[    3], 10.00th=[    3], 20.00th=[    3],
     | 30.00th=[    3], 40.00th=[    3], 50.00th=[   17], 60.00th=[   28],
     | 70.00th=[   30], 80.00th=[   32], 90.00th=[   45], 95.00th=[   78],
     | 99.00th=[  106], 99.50th=[  118], 99.90th=[  149], 99.95th=[  165],
     | 99.99th=[  404]
   bw (  KiB/s): min= 5096, max=15296, per=99.93%, avg=11540.55, stdev=2112.41, samples=119
   iops        : min= 1274, max= 3824, avg=2885.12, stdev=528.11, samples=119
  write: IOPS=2871, BW=11.2MiB/s (11.8MB/s)(673MiB/60001msec)
    slat (usec): min=7, max=471, avg=16.02, stdev= 5.90
    clat (usec): min=2, max=42852, avg=44.43, stdev=117.43
     lat (usec): min=28, max=42880, avg=61.79, stdev=117.92
    clat percentiles (usec):
     |  1.00th=[   26],  5.00th=[   28], 10.00th=[   29], 20.00th=[   31],
     | 30.00th=[   32], 40.00th=[   34], 50.00th=[   36], 60.00th=[   39],
     | 70.00th=[   44], 80.00th=[   51], 90.00th=[   80], 95.00th=[   90],
     | 99.00th=[  122], 99.50th=[  137], 99.90th=[  178], 99.95th=[  217],
     | 99.99th=[ 1254]
   bw (  KiB/s): min= 5136, max=15320, per=99.91%, avg=11475.44, stdev=2083.43, samples=119
   iops        : min= 1284, max= 3830, avg=2868.84, stdev=520.87, samples=119
  lat (usec)   : 2=0.34%, 4=24.49%, 10=0.05%, 20=0.84%, 50=60.16%
  lat (usec)   : 100=11.90%, 250=2.19%, 500=0.02%, 750=0.01%, 1000=0.01%
  lat (msec)   : 2=0.01%, 4=0.01%, 10=0.01%, 20=0.01%, 50=0.01%
  cpu          : usr=9.66%, sys=16.22%, ctx=919252, majf=0, minf=13
  IO depths    : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued rwt: total=173240,172305,0, short=0,0,0, dropped=0,0,0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1

Run status group 0 (all jobs):
   READ: bw=11.3MiB/s (11.8MB/s), 11.3MiB/s-11.3MiB/s (11.8MB/s-11.8MB/s), io=677MiB (710MB), run=60001-60001msec
  WRITE: bw=11.2MiB/s (11.8MB/s), 11.2MiB/s-11.2MiB/s (11.8MB/s-11.8MB/s), io=673MiB (706MB), run=60001-60001msec

Disk stats (read/write):
  sda: ios=86374/546386, merge=0/29494, ticks=4084/40624, in_queue=0, util=0.00%

ЗЫ: Есть еще тест внутри виндовой гостевой машины. Что интересно она была развернута в LVM на одном из дисков:

CrystalDiskMark 6.0.2 x64 (C) 2007-2018 hiyohiyo
                          Crystal Dew World : https://crystalmark.info/
-----------------------------------------------------------------------
* MB/s = 1,000,000 bytes/s [SATA/600 = 600,000,000 bytes/s]
* KB = 1000 bytes, KiB = 1024 bytes

   Sequential Read (Q= 32,T= 1) :  7618.642 MB/s
  Sequential Write (Q= 32,T= 1) :  7200.250 MB/s
  Random Read 4KiB (Q=  8,T= 8) :   673.224 MB/s [ 164361.3 IOPS]
 Random Write 4KiB (Q=  8,T= 8) :   735.549 MB/s [ 179577.4 IOPS]
  Random Read 4KiB (Q= 32,T= 1) :   328.916 MB/s [  80301.8 IOPS]
 Random Write 4KiB (Q= 32,T= 1) :   371.193 MB/s [  90623.3 IOPS]
  Random Read 4KiB (Q=  1,T= 1) :    51.624 MB/s [  12603.5 IOPS]
 Random Write 4KiB (Q=  1,T= 1) :    45.044 MB/s [  10997.1 IOPS]

  Test : 16384 MiB [C: 36.4% (11.5/31.5 GiB)] (x5)  [Interval=5 sec]
  Date : 2023/08/25 22:50:15
    OS : Windows Server 2016 Server Standard (full installation) [10.0 Build 17763] (x64)

Тестов на ZFS не осталось, но там тоже было падение раз в 10.



Последнее исправление: gfreeman (всего исправлений: 6)

 ← 1 2 →

1. в виртуалку пробрасывай ZVOL а не образ диска в виде файлика на диске.
2. разделы внутри виртуалки должы быть выровнены по 4к или на значение кратное recordsize ZVOL.
3. размер блока файловой системы в виртуалке должен быть кратным recordsize ZVOL. В идеале, точно такой же.
4. юзать нужно наиболее быстрый драйвер эмуляции диска для виртуалки.

iron ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от gfreeman

1. хз, я его никогда не юзал
2. в тулзах для создания разделов есть опция установки выравнивания размера по определенному значению. Загугли: fdisk align partition.
4. Попробуй другие двайвера. Бывают случаи когда VirtIO не оптимальный вариант на конкретном твоем сетапе.

iron ★★★★★
()

Что бы было эффективно:

  1. NVMe может иметь настраиваемый размер логического блока. Его следует выставить таким же, какой физический.
  2. ashift нужно выбрать такой, что бы размер блока пула совпадал с размером физического блока NVMe. Делать это нужно при создании пула.
  3. Размер блока ZVOL виртуалки должен быть кратен размеру блока пула.
  4. Размер блока гостевой ФС должен быть кратен размеру блока ZVOL-а.
  5. В проксмоксе можно и нужно выбрать виртуальный контроллер iSCSI вроде, или просто SCSI. Он там один такой. Плюс он умеет пробрасывать TRIM, что благотворно сказывается на NVMe и thin provisioning-е.

Опробовано на аналогичном стеке софта.

anonymous-angler ★☆
()
Ответ на: комментарий от anonymous-angler

ashift нужно выбрать такой, что бы размер блока пула совпадал с размером физического блока NVMe. Делать это нужно при создании пула.

Как раз об этом забыл упомянуть. Рекомендуется не указывать ashift при создании пула, так как ZFS сам прекрасно определяет его оптимальное значение при создании пула.

Плюс он умеет пробрасывать TRIM

Это не столь важно. Можно по крону раз в сутки ночью выполнять: zpool trim zroot

iron ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от anonymous-angler

Размер блока:

blockdev --getss /dev/nvme{0,1}n1
512
512

ashift=12 при создании указал, и что то мне кажется перебор

Размер блока в имадже:

zfs get volblocksize 
NAME                      PROPERTY      VALUE     SOURCE
nvtank                    volblocksize  -         -
nvtank/vm-101-disk-0      volblocksize  4K        -

Размер блока в виртуалке:

tune2fs -l /dev/sda1 | grep -i 'block size'
Block size:               4096
gfreeman
() автор топика
Ответ на: комментарий от iron

Рекомендуется не указывать ashift при создании пула, так как ZFS сам прекрасно определяет его оптимальное значение при создании пула.

Наоборот - рекомендуют ставить руками 12 или 13, что бы он «автоматом» в 9 не установился.

13 актуально для SSD - у них «под капототом» бывают блоки по 8k.

Задать слишком большой ashift не страшно, страшно задать маленький.

Harliff ★★★★★
()
Последнее исправление: Harliff (всего исправлений: 4)
Ответ на: комментарий от Harliff

13 актуально для SSD - у них «под капототом» бывают блоки по 8k.

Видел инфу, что сообщаемый SSD размер блока - брехня. За счёт увеличения страницы стирания флэш удешевляется, поэтому они уже несколько лет назад были до 256к. Сейчас небось ещё больше.

GAMer ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от gfreeman

Ты делаешь это неправильно. Вот например мой NVMe. Можно посмотреть какие опции есть, какой эффект на перформанс, и выбрать нужное. У меня был дефолт - 512 байт, для совместимости с шиндовс, видимо или ещё какого говна. Поменял - стало чики-бамбони.

% sudo nvme id-ns -H /dev/nvme0n1
...
LBA Format  0 : Metadata Size: 0   bytes - Data Size: 512 bytes - Relative Performance: 0x3 Degraded 
LBA Format  1 : Metadata Size: 0   bytes - Data Size: 4096 bytes - Relative Performance: 0x1 Better (in use)
anonymous-angler ★☆
()
Ответ на: комментарий от iron

Как раз об этом забыл упомянуть. Рекомендуется не указывать ashift при создании пула, так как ZFS сам прекрасно определяет его оптимальное значение при создании пула.

Это если диски не лгут. У меня был консьюмерский, который показывал что он 512, но фактически был 4096. Так что не стоит полагаться здесь на автоматику.

Это не столь важно. Можно по крону раз в сутки ночью выполнять: zpool trim zroot.

Это не просто важно, а критически важно. Ты видимо не понял прост. Гостевая ОС через этот TRIM говорит ZFS на хосте «этот блок больше не нужен, можешь освобождать». После этого ZFS освободит этот блок, но необязательно TRIM-ает. Если TRIM из гостевой ОС в хост не проходит, то ZFS никогда не освободит этот, более неиспользуемый блок, потому что, в первую очередь, она не сможет узнать что блок больше не используется.

anonymous-angler ★☆
()
Ответ на: комментарий от Harliff

Вангую, что дело в кешировании.

Вот вот. vermaden, конечно, чувак крутой. Только доверять нужно личному опыту. А согласно моему опыту и оптимальной настройке кеширования под конкретные задачи, виртуалки работают шустрее на ZVOL.

iron ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от mord0d

https://vermaden.wordpress.com/2023/08/18/freebsd-bhyve-virtualization/

Вообще, очень интересные результаты в части VirtIO vs NVMe.

Как я понял, в Proxmox эмуляцию NVMe в гостевой ОС до сих пор не завезли и пока даже не собираются (в RoadMap’e этого нет), хотя в QEMU эта функция имеется.

Harliff ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Harliff

Вангую, что дело в кешировании.

Но разве zvol не кэшируется в ARC хоста?

Вообще, очень интересные результаты в части VirtIO vs NVMe.

У меня есть виртуалки на virtio-blk и на nvme, и по ощущениям последний действительно быстрее. Но утверждают (на этот раз без пруфов), что nvme забагован. Лично пока не сталкивался.

mord0d ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от gfreeman

и все запустил на голом железе.

Ну, если это устраивает (виртуализация не нужна, хранилище с CoW не нужно), и производительность IO в приоритете, то почему бы и нет!

Harliff ★★★★★
()
Последнее исправление: Harliff (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от gfreeman

volblocksize - в вашем случае, по идее надо ставить 4к (не знаю, можно ли так мало, может лучше 16к) при созаднии вирт. машины. Но, это не точно… ashift=12

DALDON ★★★★★
()
Последнее исправление: DALDON (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Harliff

Самое интересное что рядом работает ceph (выделенный, а не эта лютая дичь с гиперконвергентностью) и всё ок. А тут на ровном месте, с уже с испытанными технологиями такие странности.

gfreeman
() автор топика
 ← 1 2 →
Admin