FSx for Windows File Server 性能
FSx for Windows File Server 提供文件系统配置选项以满足各种性能需求。以下是关于 Amazon FSx 文件系统性能的概述，以及关于可用性能配置选项和有用的性能提示的讨论。
文件系统性能
每个 FSx for Windows File Server 文件系统都由与客户机通信的 Windows 文件服务器和一组附加到文件服务器的存储卷或磁盘组成。每台文件服务器都使用快速内存缓存来增强最常访问数据的性能。
下图说明了如何从 FSx for Windows File Server 文件系统访问数据。
当客户端访问存储在内存缓存中的数据时，这些数据将作为网络 I/O 直接提供给发出请求的客户端。文件服务器无需从磁盘读取或写入磁盘。这种数据访问的性能取决于网络 I/O 限制和内存缓存的大小。
当客户端访问不在缓存中的数据时，文件服务器会将其作为磁盘 I/O 从磁盘读取或写入磁盘。然后，数据作为网络 I/O 从文件服务器提供给客户端。这种数据访问的性能由网络 I/O 限制和磁盘 I/O 限制决定。
网络 I/O 性能和文件服务器内存缓存由文件系统的吞吐能力决定。磁盘 I/O 性能由吞吐能力和存储配置组合决定。您的文件系统可以达到的最大磁盘 I/O 性能（包括磁盘吞吐量和磁盘 IOPS 级别）是以下两者中较低的一方：
文件服务器提供的磁盘 I/O 性能级别，基于您为文件系统选择的吞吐能力。
您的存储配置提供的磁盘 I/O 性能级别（存储容量、存储类型和您为文件系统选择的 SSD IOPS 级别）。
其他性能注意事项
用于衡量文件系统性能的因素通常包括其延迟、吞吐量和每秒 I/O 操作数（IOPS）。
延迟
FSx for Windows File Server 文件服务器采用快速的内存缓存，为经常访问的数据实现稳定的亚毫秒级延迟。对于不在内存缓存中的数据，即需要通过在底层存储卷上执行 I/O 来处理的文件操作，Amazon FSx 的固态硬盘（SSD）存储提供亚毫秒级的文件操作延迟，硬盘驱动器（HDD）存储提供个位数毫秒延迟。
吞吐量和 IOPS
Amazon FSx 文件系统在所有 Amazon FSx 可用的 AWS 区域 中提供最高 2Gbps 吞吐量和 80000IOPS，在美国东部（弗吉尼亚州北部）、美国西部（俄勒冈州）、美国东部（俄亥俄州）、欧洲地区（爱尔兰）、亚太地区（东京）和亚太地区（新加坡）提供 12Gbps 吞吐量和 400000IOPS。您的工作负载可以在文件系统上驱动的具体吞吐量和 IOPS 数取决于文件系统的吞吐能力、存储容量和存储类型，以及工作负载的性质，包括活动工作集的大小。
单客户端性能
借助 Amazon FSx，您可以通过单个客户端访问文件系统，从而获得完整的吞吐量和 IOPS 级别。Amazon FSx 支持 SMB 多通道。此功能使 Amazon FSx 能够为访问文件系统的单个客户端提供多 GBps 吞吐量和数十万 IOPS。SMB 多通道会在客户端和服务器之间同时使用多个网络连接，以此来聚合网络带宽，从而最大化利用率。尽管 Windows 支持的 SMB 连接次数存在理论限制，但该限制是百万级的，实际上您可以拥有无限的 SMB 连接次数。
突增性能
基于文件的工作负载通常处于尖峰状态，其特点是短暂而剧烈的高 I/O 周期，且两次突增之间有大量的空闲时间。为了支持尖峰工作负载，除了文件系统可以全天候维持的基准速度外，Amazon FSx 还提供在一段时间内突增至更高速度的功能，以用于网络 I/O 和磁盘 I/O 操作。Amazon FSx 会使用 I/O 点数机制，根据平均利用率分配吞吐量和 IOPS，即当文件系统的吞吐量和 IOPS 用量低于其基准限制时，文件系统会累积点数，然后可以在执行 I/O 操作时使用这些点数。
吞吐能力对性能的影响
吞吐能力决定以下几类文件系统的性能：
网络 I/O – 文件服务器向访问文件的客户端提供文件数据的速度。
文件服务器 CPU 和内存 – 可用于提供文件数据和执行重复数据删除和影子副本等后台活动的资源。
磁盘 I/O – 文件服务器支持文件服务器和存储卷之间的 I/O 的速度。
下表详细介绍了每个预置吞吐能力配置可以驱动的最大级别网络 I/O（吞吐量和 IOPS）和磁盘 I/O（吞吐量和 IOPS），以及可用于缓存和支持重复数据删除和影子副本等后台活动的内存量。虽然在使用 Amazon FSx API 或 CLI 时，您可以选择低于每秒 32 兆比特（MBps）的吞吐能力级别，但请记住，这种级别适用于测试和开发工作负载，而非生产工作负载。
注意
请注意，仅以下区域支持 4,608 MBps 及以上级别吞吐能力：美国东部（弗吉尼亚州北部）、美国西部（俄勒冈州）、美国东部（俄亥俄州）、欧洲地区（爱尔兰）、亚太地区（东京）和亚太地区（新加坡）。
| FSx 吞吐能力（MBps） | 网络吞吐量（MBp） | 网络 IOPS | 内存（GB） | |
|---|---|---|---|---|
基准 |
突增（每天几分钟） |
|||
| 32 | 32 | 600 | 千 |
4 |
| 64 | 64 | 600 | 数万 |
8 |
| 128 | 150 | 1,250 | 8 | |
| 256 | 300 | 1,250 | 数十万 |
16 |
| 512 | 600 | 1,250 | 32 | |
| 1024 | 1,500 | – |
72 | |
| 2048 | 3,125 | – |
144 | |
| 4608 | 9,375 | – |
数百万 |
192 |
| 6144 | 12,500 | – |
256 | |
| 9216 | 18,750 | – |
384 | |
| 12288 | 21,250 | – |
512 | |
| FSx 吞吐能力（MBps） | 磁盘吞吐量（MBps） | 磁盘 IOPS | ||
|---|---|---|---|---|
基准 |
突增（每天 30 分钟） |
基准 |
突增（每天 30 分钟） |
|
| 32 | 32 | 260 | 2K | 12K |
| 64 | 64 | 350 | 4K | 16K |
| 128 | 128 | 600 | 6K | 20K |
| 256 | 256 | 600 | 10K | 20K |
| 512 | 512 | – |
20K | – |
| 1024 | 1,024 | – |
40K | – |
| 2048 | 2,048 | – |
80K | – |
| 4608 | 4,608 | – |
150K | – |
| 6144 | 6,144 | – |
200K | – |
| 9216 | 9,2161 | – |
300K1 | – |
| 12288 | 12,2881 | – |
400K1 | – |
注意
1如果您的多可用区文件系统吞吐能力为 9,216 或 12,288 MBps，则仅写入流量的性能将限制在 9,000 MBps 和 262,500 IOPS 以内。否则，对于所有多可用区文件系统的读取流量、所有单可用区文件系统的读取和写入流量以及所有其他吞吐能力级别，您的文件系统将支持表中所示的性能限制。
选择正确的吞吐能力级别
当您使用 Amazon Web Services Management Console 创建文件系统时，Amazon FSx 会根据您配置的存储容量自动为您的文件系统选择推荐的吞吐能力级别。虽然推荐的吞吐能力应该足以满足大多数工作负载，但您可以选择覆盖建议，并配置特定的吞吐能力，以满足工作负载的需求。例如，如果您的工作负载需要将 1GBps 的流量驱动至文件系统，则应选择至少 1024MBps 的吞吐能力。下表基于预配置的存储容量，提供文件系统的最低推荐吞吐能力级别。
| SSD 存储容量（GiB） | HDD 存储容量（GiB） | 最低推荐吞吐能力（Mbps） |
|---|---|---|
| 最多 640 | 最多 3200 | 32 |
| 641 至 1280 | 3201 至 6400 | 64 |
| 1281 至 2560 | 6401 至 12800 | 128 |
| 2561 至 5120 | 12801 至 25600 | 256 |
| 5121 至 10240 | 25601 至 51200 | 512 |
| 10241 至 20480 | >51200 | 1024 |
| >20480 | NA | 2048 |
在决定要配置的吞吐量级别时，还应考虑计划在文件系统上启用的功能。例如，启用影子副本可能需要将吞吐能力提高至预期工作负载的三倍，以确保文件服务器能够在可用的 I/O 性能容量下维护影子副本。如果您启用了重复数据删除，则应确定与文件系统的吞吐能力关联的内存量，并确保该内存量足以容纳您的数据大小。
创建吞吐能力后，您可以随时上调或下调其数量。有关更多信息，请参阅 管理吞吐能力。
您可以通过查看 Amazon FSx 控制台的监控和性能 > 性能选项卡，监控工作负载对文件服务器性能资源的利用率，并获得有关选择哪种吞吐能力的建议。我们建议在预生产环境中进行测试，以确保您选择的配置符合工作负载的性能要求。对于多可用区文件系统，我们还建议您测试在文件系统维护、吞吐能力更改和计划外服务中断期间发生的失效转移进程对工作负载的影响，并确保您已预置足够的吞吐能力以防止在这些事件期间对性能造成影响。有关更多信息，请参阅 访问文件系统指标。
存储配置对性能的影响
文件系统的存储容量、存储类型和 SSD IOPS 级别都会影响文件系统的磁盘 I/O 性能。您可以配置这些资源，以便为您的工作负载提供所需的性能级别。
您可以随时增加存储容量和扩展 SSD IOPS。有关更多信息，请参阅 管理存储容量 和 管理 SSD IOPS。您也可以将文件系统从 HDD 存储类型升级到 SSD 存储类型。有关更多信息，请参阅 管理文件系统存储类型。
您的文件系统提供以下默认级别的磁盘吞吐量和 IOPS：
| 存储类型 | 磁盘吞吐量 [每 TiB 存储速率（MBps）] | 磁盘 IOPS（存储的每 TiB） |
|---|---|---|
| SSD | 750 | 30001 |
| HDD | 基准 12；突增 80（每个文件系统最多 1Gbps） | 基准 12；突增 80 |
注意
1对于采用 SSD 存储类型的文件系统，您可以预置额外的 IOPS，最大比例 500 IOPS/GiB 存储，400,000 IOPS/文件系统。
HDD 突增性能
对于 HDD 存储卷，Amazon FSx 使用突增桶模型来提高性能。卷大小决定卷的基准吞吐量，即卷积累吞吐量积分的速度。卷大小还决定卷的突增吞吐量，即有积分可用时消耗积分的速度。较大的卷有较高的基准吞吐量和突增吞吐量。卷的积分越多，它以突增水平驱动 I/O 的时间就越长。
HDD 存储卷的可用吞吐量由以下公式表示：
(Volume size) × (Credit accumulation rate per TiB) = Throughput
对于 1TiB HDD 卷，突增吞吐量限制为 80MiBps，存储桶以 12MiBps 的速度填充，最多可容纳 1TiB 积分。
根据工作负载，HDD 存储卷可能会出现显著的性能差异。IOPS 或吞吐量突然激增可能导致磁盘性能下降。DiskThroughputBalance 指标提供有关磁盘吞吐量和磁盘 IOPS 利用率的突增积分余额的信息。例如，如果工作负载超过了基准 HDD IOPS 限制（每 TiB 存储 12 次 IOPS），则磁盘 IOPS 利用率（HDD）将高于 100%，这会导致突增积分余额耗尽，如 DiskThroughputBalance 指标所示。为了让工作负载继续推动高水平的 I/O，您可能需要执行以下操作之一：
减小工作负载的 I/O 需求，以便补充突增积分余额。
增加文件系统的存储容量，提供更高基准水平的磁盘 IOPS。
升级文件系统以使用 SSD 存储，提供更高基准水平的磁盘 IOPS，以便更好地匹配工作负载的要求。
示例：存储容量和吞吐能力
以下示例说明了存储容量和吞吐能力对文件系统性能的影响。
配置有 2 TiB HDD 存储容量和 32 MBps 吞吐能力的文件系统具有以下吞吐量级别：
网络吞吐量 – 基准 32 MBps 和突增 600 MBps（参阅吞吐能力表）
磁盘吞吐量 – 基准 24 MBps 和突增 160 MBps，这是以下两者中较低的一个：
基于文件系统的吞吐能力，文件服务器支持的磁盘吞吐量级别为 32 Mbps 基准和 260 Mbps 突增
根据存储类型和容量，存储卷支持的磁盘吞吐量水平为 24 Mbps（12 MBps/TB * 2 TiB）基准和 160 Mbps 突增（80 MBps/TiB * 2 TiB）
因此，访问文件系统的工作负载将能够提供高达 32 MBps 的基准吞吐量和 600 MBps 的突增吞吐量，用于对缓存在文件服务器内存缓存中经常访问的数据执行文件操作，以及高达 24 MBps 的基准吞吐量和 160 MBps 的突增吞吐量，用于由于缓存未命中而需要对整个磁盘执行的文件操作。
使用 CloudWatch 指标衡量性能
您可以使用 Amazon CloudWatch 来衡量和监控文件系统的吞吐量以及 IOPS。有关更多信息，请参阅 使用 Amazon CloudWatch 监控。
