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I/O Caratteristiche e monitoraggio di Amazon EBS

In una determinata configurazione di volume, determinate I/O caratteristiche determinano il comportamento prestazionale dei volumi EBS.

Per comprendere le prestazioni dei volumi SSD e HDD nell'applicazione, è importante conoscere la connessione tra la domanda sul volume, la quantità di IOPS a sua disposizione, il tempo necessario per il completamento di un' I/O operazione e i limiti di throughput del volume.

IOPS

Gli IOPS sono un'unità di misura che rappresenta le operazioni al secondo. input/output Le operazioni sono misurate in LiB e la tecnologia di unità sottostante determina la quantità massima di dati che un tipo di volume conta come singolo in modo 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 molto più efficiente rispetto ai volumi HDD.

Quando piccole I/O operazioni sono fisicamente sequenziali, Amazon EBS tenta di unirle in un'unica I/O operazione fino alla dimensione massima. I/O Allo stesso modo, quando I/O le operazioni sono più grandi della I/O dimensione massima, Amazon EBS tenta di suddividerle in I/O operazioni più piccole. La tabella seguente mostra alcuni esempi.

Di conseguenza, quando si crea un volume supportato da SSD che supporta 3.000 IOPS (effettuando il provisioning di un io2 volume io1 or con 3.000 IOPS, dimensionando un volume gp2 a 1.000 GiB o utilizzando un gp3 volume) e lo si collega a un'istanza ottimizzata per EBS in grado di fornire una larghezza di banda sufficiente, è possibile trasferire fino a 3.000 dati al secondo, con un throughput determinato dalla dimensione. I/Os I/O

Lunghezza della coda del volume e latenza

La lunghezza della coda del volume è il numero di I/O richieste in sospeso per un dispositivo. La latenza è il tempo effettivo del end-to-end client di un' I/O operazione, in altre parole, il tempo che intercorre tra l'invio di un messaggio I/O a EBS e la ricezione da parte di EBS della conferma che la lettura o la scrittura sono state completate. I/O La lunghezza della coda deve essere calibrata correttamente in base alla I/O dimensione e alla latenza per evitare di creare colli di bottiglia sul sistema operativo guest o sul collegamento di rete a EBS.

La lunghezza di coda ottimale è diversa per ciascun carico di lavoro, a seconda della sensibilità dell'applicazione agli IOPS e alla latenza. Se il carico di lavoro non fornisce un numero sufficiente di I/O richieste per utilizzare appieno le prestazioni disponibili per il volume EBS, è possibile che il volume non fornisca gli IOPS o il throughput previsti.

Le applicazioni ad alta intensità di transazioni sono sensibili all'aumento I/O della latenza e sono adatte per i volumi basati su SSD. Puoi mantenere IOPS elevati tenendo bassa la latenza conservando una bassa lunghezza di coda e un alto numero di IOPS disponibili per il volume. Indirizzare costantemente più IOPS su un volume di quanti ne abbia a disposizione può causare un aumento della latenza. I/O

Le applicazioni che richiedono un'elevata velocità di trasmissione sono meno sensibili all'aumento della I/O latenza e sono adatte per i volumi supportati da HDD. Puoi mantenere un throughput elevato nei volumi HDD conservando un'alta lunghezza di coda durante l'esecuzione di I/O grandi e sequenziali.

Dimensioni degli I/O e limiti di throughput del volume

Per i volumi basati su SSD, se le I/O dimensioni sono molto grandi, è possibile che si verifichi un numero di IOPS inferiore a quello previsto perché si sta raggiungendo il limite di throughput del volume. Ad esempio, un gp2 volume inferiore a 1.000 GiB con crediti burst disponibili ha un limite di IOPS di 3.000 e un limite di throughput di volume di 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 non raggiunge i limiti di throughput dell'istanza.) Per ulteriori informazioni sui limiti di throughput per ciascun tipo di volume EBS, consulta Tipi di volume Amazon EBS.

Per I/O le operazioni più piccole, è possibile che venga visualizzato un valore higher-than-provisioned IOPS misurato dall'interno dell'istanza. Questo succede quando il sistema operativo dell'istanza riunisce piccole operazioni I/O in un'operazione più grande prima di trasferirle a Amazon EBS.

Se il tuo carico di lavoro è sequenziale I/Os su dischi rigidi st1 e su sc1 volumi, potresti riscontrare un numero di IOPS superiore al previsto, misurato all'interno dell'istanza. Ciò accade quando il sistema operativo dell'istanza si fonde in modo sequenziale I/Os e li conta in 1.024 unità della dimensione di KiB. Se il carico di lavoro è limitato o casuale per determinare il numero totale di IOPS, il I/Os, you may experience a lower throughput than you expect. This is because we count each random, non-sequential I/O raggiungimento del limite di IOPS del volume può avvenire prima del previsto.

Qualunque sia il tipo di volume EBS, se non riscontri gli IOPS o il throughput previsti dalla configurazione, assicurati che la larghezza di banda dell' EC2 istanza non sia il fattore limitante. Per prestazioni ottimali, dovresti sempre utilizzare un'istanza ottimizzata per EBS di ultima generazione (o un'istanza che includa 10 connettività di rete). Gb/s Un'altra possibile causa del mancato raggiungimento degli IOPS previsti è la mancanza di dati sufficienti per accedere ai volumi EBS. I/O

Monitora le caratteristiche utilizzando I/O CloudWatch

Puoi monitorare queste I/O caratteristiche con le metriche di volume di ciascun CloudWatch volume.

Monitor per I/O in stallo

VolumeStalledIOCheck monitora lo stato dei volumi EBS per determinare quando i volumi sono compromessi. La metrica è un valore binario che restituirà lo stato 0 (successo) o 1 (esito negativo) a seconda che il volume EBS sia in grado di completare o meno le operazioni. I/O

Se la VolumeStalledIOCheck metrica fallisce, puoi AWS attendere la risoluzione del problema oppure puoi intraprendere azioni, come sostituire il volume interessato o interrompere e riavviare l'istanza a cui è collegato il volume. Nella maggior parte dei casi, quando parametro non riesce, EBS diagnostica e ripristina automaticamente il volume entro pochi minuti. Puoi utilizzare l'azione Pause I/O in AWS Fault Injection Service per eseguire esperimenti controllati per testare l'architettura e il monitoraggio in base a questa metrica per migliorare la resilienza ai guasti di storage.

Monitora la latenza per un volume I/O

Puoi monitorare la latenza media per le operazioni di lettura e scrittura per un volume Amazon EBS utilizzando rispettivamente i VolumeAvgWriteLatency parametri VolumeAvgReadLatency e.

Se la I/O latenza è superiore a quella richiesta, assicurati che l'applicazione non stia cercando di aumentare gli IOPS o la velocità effettiva rispetto a quelli previsti per il volume. Utilizzate le seguenti formule per calcolare gli IOPS medi e il throughput relativi al volume in un periodo specifico, quindi confrontateli con gli IOPS e il throughput assegnati dal 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)

Puoi anche monitorare le VolumeThroughputExceededCheck metriche VolumeIOPSExceededCheck e per determinare se il carico di lavoro ha costantemente cercato di incrementare gli IOPS o la velocità effettiva superiore alle prestazioni assegnate al volume in un determinato minuto. Se gli IOPS guidati superano costantemente le prestazioni IOPS assegnate dal volume, la metrica viene restituita. VolumeIOPSExceededCheck 1 Se il throughput guidato supera costantemente le prestazioni di throughput assegnate dal volume, la metrica viene restituita. VolumeThroughputExceededCheck 1 Se gli IOPS e il throughput determinati rientrano nelle prestazioni assegnate dal volume, le metriche vengono restituite. 0

Se la tua applicazione richiede un numero di IOPS maggiore di quello che il volume può fornire, valuta la possibilità di utilizzare una delle seguenti soluzioni:

I sc1 volumi st1 e i supporti su HDD sono progettati per offrire le migliori prestazioni con carichi di lavoro che sfruttano la dimensione massima di 1.024 KB. I/O Per determinare la I/O dimensione media del volume, dividi per. VolumeWriteBytes VolumeWriteOps Lo stesso calcolo si applica alle operazioni in lettura. Se la I/O dimensione media è inferiore a 64 KB, l'aumento delle dimensioni delle I/O operazioni inviate a un sc1 volume st1 or dovrebbe migliorare le prestazioni.

Monitora il bilanciamento del burst bucket per gp2 e st1 i volumi sc1

BurstBalance mostra il saldo del bucket continuo per i volumi gp2, st1 e sc1 in termini di percentuale del saldo rimanente. Quando il burst bucket è esaurito, il volume (per i gp2 volumi) o la velocità effettiva del volume I/O (per i volumi) vengono sc1 limitati ai valori di st1 base. Controlla il valore BurstBalance per determinare se il volume è limitato per questo motivo. Per un elenco completo dei parametri di Amazon EBS disponibili, consulta i parametri di CloudWatch Parametri Amazon per Amazon EBS Amazon EBS per le istanze basate su Nitro.

I/O Controlla le statistiche sulle prestazioni in tempo reale

Puoi accedere a statistiche dettagliate sulle prestazioni in tempo reale per i volumi Amazon EBS collegati a istanze Amazon EC2 basate su Nitro.

Puoi combinare queste statistiche per ricavare latenza media e IOPS o per verificare se le operazioni sono state completate. I/O Puoi anche visualizzare il periodo di tempo totale in cui l'applicazione ha superato i limiti di IOPS o di throughput assegnati al volume EBS o all'istanza collegata. Monitorando gli aumenti di queste statistiche nel tempo, puoi determinare se è necessario aumentare gli IOPS assegnati o i limiti di throughput per ottimizzare le prestazioni dell'applicazione. Le statistiche dettagliate sulle prestazioni includono anche istogrammi per I/O le operazioni di lettura e scrittura, che forniscono una distribuzione della I/O latenza tenendo traccia del numero totale di I/O operazioni completate all'interno di una banda di latenza.

Per ulteriori informazioni, consulta Statistiche dettagliate sulle prestazioni di Amazon EBS.

Risorse correlate

Per ulteriori informazioni sulle I/O caratteristiche di Amazon EBS, consulta la seguente presentazione di re:Invent: Amazon EBS: Designing for Performance.