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I/O Caractéristiques et surveillance d'Amazon EBS

Dans une configuration de volume donnée, certaines I/O caractéristiques déterminent le comportement des performances de vos volumes EBS.

Pour comprendre les performances des volumes SSD et HDD dans votre application, il est important de connaître le lien entre la demande du volume, le nombre d'IOPS disponibles, le temps nécessaire à l'exécution d'une I/O opération et les limites de débit du volume.

IOPS

Les IOPS sont une unité de mesure représentant les input/output opérations par seconde. Les opérations sont mesurées en KiB, et la technologie de disque sous-jacente détermine la quantité maximale de données qu'un type de volume considère comme une unité de manière I/O. I/O size is capped at 256 KiB for SSD volumes and 1,024 KiB for HDD volumes because SSD volumes handle small or random I/O beaucoup plus efficace que les volumes HDD.

Lorsque de petites I/O opérations sont physiquement séquentielles, Amazon EBS tente de les fusionner en une seule I/O opération jusqu'à la taille maximale I/O . De même, lorsque les I/O opérations dépassent la I/O taille maximale, Amazon EBS tente de les diviser en I/O opérations plus petites. Le tableau suivant montre quelques exemples.

Par conséquent, lorsque vous créez un volume soutenu par SSD prenant en charge 3 000 IOPS (soit en provisionnant un io1 io2 volume avec 3 000 IOPS, en dimensionnant un volume gp2 à 1 000 GiB, soit en utilisant un gp3 volume), et que vous l'attachez à une instance optimisée pour EBS capable de fournir une bande passante suffisante, vous pouvez transférer jusqu'à 3 000 données par seconde, avec un débit déterminé par I/Os la taille. I/O

Latence et longueur de file d’attente d’un volume

La longueur de la file d'attente du volume correspond au nombre de I/O demandes en attente pour un appareil. La latence est le temps réel passé par le end-to-end client pendant une I/O opération, en d'autres termes, le temps écoulé entre l'envoi d'un message I/O à EBS et la réception d'un accusé de réception d'EBS indiquant que la I/O lecture ou l'écriture est terminée. La longueur de la file d'attente doit être correctement calibrée en fonction de I/O la taille et de la latence afin d'éviter de créer des goulots d'étranglement sur le système d'exploitation client ou sur la liaison réseau avec EBS.

La longueur de la file d’attente optimale varie en fonction des charges de travail, selon la sensibilité de votre application à la latence et à l’IOPS. Si votre charge de travail ne fournit pas suffisamment de I/O demandes pour utiliser pleinement les performances disponibles sur votre volume EBS, il est possible que votre volume ne fournisse pas les IOPS ou le débit que vous avez provisionnés.

Les applications à transactions intensives sont sensibles à une I/O latence accrue et conviennent parfaitement aux volumes sauvegardés sur SSD. Vous pouvez conserver des IOPS élevées et une latence faible grâce à une longueur de file d’attente moyenne réduite et à un nombre élevé d’IOPS disponibles pour le volume. L'augmentation constante du nombre d'IOPS sur un volume par rapport à ce qu'il est disponible peut entraîner une augmentation de la I/O latence.

Les applications gourmandes en débit sont moins sensibles à une I/O latence accrue et conviennent parfaitement aux volumes sauvegardés sur disque dur. Vous pouvez conserver un débit élevé vers les volumes basés sur HDD grâce à une longueur de file d’attente élevée lors de l’exécution d’I/O séquentielles volumineuses.

Taille des I/O et limites de débit par volume

Pour les volumes sauvegardés sur SSD, si I/O leur taille est très importante, le nombre d'IOPS peut être inférieur à celui que vous avez provisionné, car vous atteignez la limite de débit du volume. Par exemple, un gp2 volume inférieur à 1 000 GiB avec des crédits de rafale disponibles a une limite d'IOPS de 3 000 et une limite de débit de 250 MiB/s. If you are using a 256 KiB I/O size, your volume reaches its throughput limit at 1000 IOPS (1000 x 256 KiB = 250 MiB). For smaller I/O sizes (such as 16 KiB), this same volume can sustain 3,000 IOPS because the throughput is well below 250 MiB/s. (These examples assume that your volume's I/O n'atteint pas les limites de débit de l'instance.) Pour plus d’informations sur les limites de débit pour chaque type de volume EBS, consultez Types de volume Amazon EBS.

Pour les I/O opérations de moindre envergure, vous pouvez voir une valeur d' higher-than-provisionedIOPS telle que mesurée depuis l'intérieur de votre instance. Cela se produit lorsque le système d’exploitation de l’instance fusionne les petites opérations d’I/O dans une opération de plus grande taille avant de les transmettre à Amazon EBS.

Si votre charge de travail utilise I/Os le mode séquentiel sur des sc1 volumes st1 et des disques durs, vous risquez de rencontrer un nombre d'IOPS plus élevé que prévu, mesuré depuis votre instance. Cela se produit lorsque le système d'exploitation de l'instance fusionne de manière séquentielle I/Os et les compte en unités de 1 024 Ko. Si votre charge de travail est faible ou aléatoire I/Os, you may experience a lower throughput than you expect. This is because we count each random, non-sequential I/O dans le calcul du nombre total d'IOPS, vous pouvez atteindre la limite d'IOPS du volume plus tôt que prévu.

Quel que soit le type de volume EBS, si vous ne bénéficiez pas des IOPS ou du débit attendus dans votre configuration, assurez-vous que la bande passante de votre EC2 instance n'est pas le facteur limitant. Vous devez toujours utiliser une instance optimisée pour EBS de génération actuelle (ou une instance qui inclut 10 connexions Gb/s réseau) pour des performances optimales. Le fait que vous ne conduisiez pas suffisamment I/O vers les volumes EBS est une autre cause possible de ne pas atteindre les IOPS attendus.

Surveillez les I/O caractéristiques à l'aide CloudWatch

Vous pouvez surveiller ces I/O caractéristiques à l'aide des mesures de CloudWatch volume de chaque volume.

Moniteur pour les E/S bloquées

VolumeStalledIOCheck surveille le statut de vos volumes EBS afin de déterminer à quel moment ils sont dégradés. La métrique est une valeur binaire qui renvoie un statut 0 (réussite) ou 1 (échec) selon que le volume EBS peut ou non terminer I/O ses opérations.

Si la VolumeStalledIOCheck métrique échoue, vous pouvez soit attendre AWS que le problème soit résolu, soit prendre des mesures, telles que le remplacement du volume concerné ou l'arrêt et le redémarrage de l'instance à laquelle le volume est attaché. Dans la plupart des cas, lorsque cette métrique échoue, EBS diagnostique et restaure automatiquement votre volume en quelques minutes. Vous pouvez utiliser l'action Pause I/O AWS Fault Injection Service pour exécuter des expériences contrôlées afin de tester votre architecture et votre surveillance sur la base de cette métrique afin d'améliorer votre résilience face aux défaillances de stockage.

Surveiller la I/O latence d'un volume

Vous pouvez surveiller la latence moyenne pour les opérations de lecture et d'écriture d'un volume Amazon EBS à l'aide des VolumeAvgWriteLatency métriques VolumeAvgReadLatency et respectivement.

Si votre I/O latence est supérieure à ce dont vous avez besoin, assurez-vous que votre application n'essaie pas de générer plus d'IOPS ou de débit que ce que vous avez prévu pour votre volume. Utilisez les formules suivantes pour calculer les IOPS et le débit moyens acheminés vers votre volume sur une période donnée, puis comparez-les aux IOPS et au débit provisionnés du volume.

                                  Sum(VolumeReadOps) + Sum(VolumeWriteOps) 
Estimated average IOPS in ops/s = ----------------------------------------
                                        Period - Sum(VolumeIdleTime)

                                        (Sum(VolumeReadBytes) + Sum(VolumeWriteBytes)) / 1024
Estimated average throughput in KiB/s = -----------------------------------------------------
                                                    Period - Sum(VolumeIdleTime)

Vous pouvez également surveiller les VolumeThroughputExceededCheck indicateurs VolumeIOPSExceededCheck et pour déterminer si votre charge de travail a constamment tenté de générer des IOPS ou un débit supérieur aux performances provisionnées de votre volume au cours d'une minute donnée. Si les IOPS pilotées dépassent régulièrement les performances d'IOPS provisionnées de votre volume, la VolumeIOPSExceededCheck métrique est renvoyée. 1 Si le débit piloté dépasse régulièrement les performances de débit provisionné de votre volume, la VolumeThroughputExceededCheck métrique est renvoyée. 1 Si les IOPS et le débit pilotés sont conformes aux performances allouées à votre volume, les indicateurs sont renvoyés. 0

Si votre application a besoin d’un nombre d’IOPS supérieur à ce que votre volume peut fournir, envisagez d’utiliser l’une des options suivantes :

Les sc1 volumes sauvegardés sur st1 disque dur sont conçus pour optimiser les performances avec les charges de travail qui tirent parti de la taille maximale de 1 024 KiB. I/O Pour déterminer la I/O taille moyenne de votre volume, divisez VolumeWriteBytes parVolumeWriteOps. Le même calcul s’applique pour les opérations de lecture. Si I/O la taille moyenne est inférieure à 64 KiB, l'augmentation de la taille I/O des opérations envoyées à un sc1 volume st1 OR devrait améliorer les performances.

Surveillez l'équilibre des compartiments en rafale pourgp2,st1, et les sc1 volumes

BurstBalance affiche l’équilibre du compartiment en rafales des volumes gp2, st1 et sc1 sous forme de pourcentage du solde restant. Lorsque votre bucket en rafale est épuisé, le volume I/O (pour les gp2 volumes) ou le débit (pour st1 et les sc1 volumes) est limité à la valeur de référence. Vérifiez la valeur BurstBalance pour déterminer si votre volume est limité pour cette raison. Pour obtenir la liste complète des métriques Amazon EBS disponibles, consultez CloudWatch Métriques Amazon pour Amazon EBS et les métriques Amazon EBS pour les instances basées sur Nitro.

Surveillez les statistiques de I/O performance en temps réel

Vous pouvez accéder à des statistiques de performance détaillées en temps réel pour les volumes Amazon EBS attachés à des instances Amazon EC2 basées sur Nitro.

Vous pouvez combiner ces statistiques pour obtenir la latence moyenne et les IOPS, ou pour vérifier si les I/O opérations sont terminées. Vous pouvez également consulter la durée totale pendant laquelle votre application a dépassé les IOPS ou les limites de débit allouées à votre volume EBS ou à l'instance attachée. En suivant l'augmentation de ces statistiques au fil du temps, vous pouvez déterminer si vous devez augmenter vos IOPS provisionnées ou vos limites de débit pour optimiser les performances de votre application. Les statistiques de performances détaillées incluent également des histogrammes pour les I/O opérations de lecture et d'écriture, qui fournissent une distribution de votre I/O latence en suivant le nombre total d' I/O opérations effectuées dans une bande de latence.

Pour de plus amples informations, veuillez consulter Statistiques de performances détaillées d'Amazon EBS.

Ressources connexes

Pour plus d'informations sur les I/O caractéristiques d'Amazon EBS, consultez la présentation re:Invent suivante : Amazon EBS : Designing for Performance.