Performance

XFS 在 LVMed Raid 6 上非常慢

  • February 17, 2018

我有一個帶有 6 x 8TB WD Red HDD 的新儲存伺服器。他們使用 mdadm 建構了一個 RAID 6,塊大小為 256k。在那個 mdraid 之上,我有 LVM,它可以保存不同的文件系統。

最初我想使用 XFS 作為文件系統,但性能測試顯示,與直接使用 LV 或 EXT4 文件系統相比,使用 XFS 的寫入性能非常差。

作業系統是 CentOS 7.4,核心為 3.10.0-693.17.1.el7.x86_64,系統是最新的。

磁碟全部分區如下/dev/sda

[root@storage01 srv]# gdisk -l /dev/sda            
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.6

Partition table scan:
 MBR: protective
 BSD: not present
 APM: not present
 GPT: present

Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
Disk /dev/sda: 15628053168 sectors, 7.3 TiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): A3B2B5F3-A8B5-43D2-AC55-5626C2720BB8
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 2048, last usable sector is 15628053134
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 0 sectors (0 bytes)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
  1            2048     15628053134   7.3 TiB     FD00  

突襲設置:

[root@storage01 srv]# mdadm -D /dev/md125 
/dev/md125:
          Version : 1.2
    Creation Time : Thu Feb  8 16:00:59 2018
       Raid Level : raid6
       Array Size : 31255577600 (29807.64 GiB 32005.71 GB)
    Used Dev Size : 7813894400 (7451.91 GiB 8001.43 GB)
     Raid Devices : 6
    Total Devices : 6
      Persistence : Superblock is persistent

    Intent Bitmap : Internal

      Update Time : Fri Feb  9 11:17:35 2018
            State : clean 
   Active Devices : 6
  Working Devices : 6
   Failed Devices : 0
    Spare Devices : 0

           Layout : left-symmetric
       Chunk Size : 256K

Consistency Policy : bitmap

             Name : storage01:data01
             UUID : 6b35b4d5:2162fd15:416d044f:111423ce
           Events : 10675

   Number   Major   Minor   RaidDevice State
      0       8        1        0      active sync   /dev/sda1
      1       8       17        1      active sync   /dev/sdb1
      2       8       65        2      active sync   /dev/sde1
      3       8       81        3      active sync   /dev/sdf1
      4       8       97        4      active sync   /dev/sdg1
      5       8      113        5      active sync   /dev/sdh1

LVM PV 已對齊。

[root@storage01 srv]# pvs -o +pe_start
 PV         VG       Fmt  Attr PSize   PFree   1st PE 
 /dev/md125 vgdata01 lvm2 a--  <29,11t <17,11t   1,00m

向 LV 寫入性能:

[root@storage01 srv]# for seq in 1 2 3; do dd if=/dev/zero of=/dev/vgdata01/test bs=1M status=progress count=4000 oflag=direct; done
4022337536 bytes (4.0 GB) copied, 11.025562 s, 365 MB/s
4000+0 records in
4000+0 records out
4194304000 bytes (4.2 GB) copied, 11.4962 s, 365 MB/s
4000317440 bytes (4.0 GB) copied, 11.020342 s, 363 MB/s
4000+0 records in
4000+0 records out
4194304000 bytes (4.2 GB) copied, 11.5861 s, 362 MB/s
4069523456 bytes (4.1 GB) copied, 12.157936 s, 335 MB/s
4000+0 records in
4000+0 records out
4194304000 bytes (4.2 GB) copied, 12.5316 s, 335 MB/s

將性能寫入 EXT4 格式的 LV:

[root@storage01 srv]# mkfs.ext4 /dev/vgdata01/test
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=64 blocks, Stripe width=256 blocks
67108864 inodes, 268435456 blocks
13421772 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2415919104
8192 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
       32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208, 
       4096000, 7962624, 11239424, 20480000, 23887872, 71663616, 78675968, 
       102400000, 214990848

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done     

[root@storage01 srv]# mount /dev/vgdata01/test test/
[root@storage01 srv]# for seq in 1 2 3; do dd if=/dev/zero of=/srv/test/testfile bs=1M status=progress count=4000 oflag=direct; done
3921674240 bytes (3.9 GB) copied, 12.090828 s, 324 MB/s
4000+0 records in
4000+0 records out
4194304000 bytes (4.2 GB) copied, 12.9574 s, 324 MB/s
4031774720 bytes (4.0 GB) copied, 13.084728 s, 308 MB/s
4000+0 records in
4000+0 records out
4194304000 bytes (4.2 GB) copied, 13.5805 s, 309 MB/s
4060086272 bytes (4.1 GB) copied, 12.015387 s, 338 MB/s
4000+0 records in
4000+0 records out
4194304000 bytes (4.2 GB) copied, 12.4678 s, 336 MB/s

寫入 XFS 格式的 LV 的性能:

[root@storage01 srv]# mkfs.xfs -f /dev/vgdata01/test
meta-data=/dev/vgdata01/test     isize=512    agcount=32, agsize=8388544 blks
        =                       sectsz=4096  attr=2, projid32bit=1
        =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=268433408, imaxpct=25
        =                       sunit=64     swidth=256 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=131071, version=2
        =                       sectsz=4096  sunit=1 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
[root@storage01 srv]# mount /dev/vgdata01/test test/
[root@storage01 srv]# for seq in 1 2 3; do dd if=/dev/zero of=/srv/test/testfile bs=1M status=progress count=4000 oflag=direct; done
4168089600 bytes (4.2 GB) copied, 69.997794 s, 59.5 MB/s
4000+0 records in
4000+0 records out
4194304000 bytes (4.2 GB) copied, 70.4337 s, 59.5 MB/s
4190109696 bytes (4.2 GB) copied, 70.142401 s, 59.7 MB/s
4000+0 records in
4000+0 records out
4194304000 bytes (4.2 GB) copied, 70.2062 s, 59.7 MB/s
4179623936 bytes (4.2 GB) copied, 69.903270 s, 59.8 MB/s
4000+0 records in
4000+0 records out
4194304000 bytes (4.2 GB) copied, 70.1522 s, 59.8 MB/s

根據 mkfs.xfs 的輸出,xfs 成功檢測到 raid 幾何並調整sunit = 64 = 64 x 4k block size = 256kswidth = 256 x 4k block size = 1024k.

有人知道為什麼 XFS 在此設置中如此緩慢嗎?

親切的問候

dstat --disk-util -D sda,sdb,sde,sdf,sdg,sdh針對 XFS 格式的 LV 執行上述 dd 命令時的輸出:

[root@storage01 ~]# dstat --disk-util -D sda,sdb,sde,sdf,sdg,sdh
sda--sdb--sde--sdf--sdg--sdh-
util:util:util:util:util:util
4.09:4.07:4.16:4.14:4.19:4.16
  0:   0:   0:   0:   0:   0
  0:   0:   0:   0:   0:   0
4.60:4.60:4.60:4.60:4.60:4.60
91.7:80.8:94.2:92.0:91.9:91.2
24.2:23.0:24.4:26.3:27.6:24.2
29.1:27.8:28.6:26.8:28.3:27.7
27.3:23.3:28.3:29.0:29.2:20.3
29.3:28.3:28.6:27.7:27.2:26.0
24.8:21.4:24.6:24.5:22.9:26.1
23.0:28.2:27.0:29.6:30.0:26.0
23.5:25.9:26.8:22.2:22.7:23.6
22.6:23.2:22.5:24.6:23.2:22.0
23.1:22.2:24.7:22.9:24.9:23.9
21.4:22.6:23.7:24.1:20.7:27.7
32.3:28.2:31.3:27.2:30.2:27.0
25.4:22.8:23.6:23.9:20.2:24.3
23.0:21.3:23.0:24.1:27.2:22.8
23.4:27.2:23.8:25.2:25.5:26.5
27.7:26.5:33.5:29.5:34.5:28.8
20.6:25.2:23.6:25.4:24.5:24.9
23.3:24.5:25.6:22.8:22.9:21.8
23.7:21.0:27.9:25.7:27.6:23.4
27.1:24.8:21.7:27.1:23.4:27.0
31.1:24.1:29.3:27.7:32.0:27.3
23.6:24.3:23.9:26.5:22.2:24.4
29.0:26.1:26.7:27.5:28.5:27.5
24.9:23.8:23.4:19.8:24.5:21.5
26.9:25.5:28.3:25.1:24.7:24.7
21.4:21.5:21.2:24.2:24.1:23.8
26.4:23.8:24.8:24.0:22.0:22.4
23.6:24.1:25.8:23.2:24.2:20.6
29.8:30.7:32.8:29.1:33.0:28.3
24.5:21.2:26.7:21.3:25.0:23.5
21.3:22.5:24.8:24.9:23.3:22.4
23.2:27.7:24.0:23.6:25.3:25.5
22.3:24.4:23.0:25.5:24.1:23.4
30.8:27.9:32.6:30.1:29.0:29.5
22.7:23.6:21.9:24.8:24.2:24.2
23.6:23.6:26.7:24.0:24.7:22.6
23.2:24.3:23.8:25.3:25.6:25.2
28.5:28.9:32.6:23.9:30.4:27.3
22.1:24.8:24.7:20.2:24.0:22.8
23.8:26.4:23.3:19.0:25.6:24.1
20.7:27.3:22.8:22.6:20.9:26.2
30.9:29.7:33.2:30.2:32.4:33.1
sda--sdb--sde--sdf--sdg--sdh-
util:util:util:util:util:util
25.2:20.8:25.8:21.6:26.0:24.8
24.3:21.6:24.7:19.7:24.3:24.5
25.6:24.4:23.9:24.1:21.8:27.0
25.7:22.9:23.9:26.7:25.0:26.7
28.8:26.4:31.9:22.8:33.4:28.0
23.1:25.2:23.3:20.8:24.0:24.1
22.6:23.4:25.3:20.5:23.4:26.4
25.2:25.2:23.8:22.2:27.6:25.1
33.0:29.2:32.1:24.4:32.3:28.6
22.5:24.4:27.3:22.0:23.2:25.0
27.1:27.5:25.9:27.3:31.3:31.0
24.3:21.7:22.5:24.4:25.1:22.8
25.3:25.8:26.2:25.4:29.1:25.9
24.1:23.4:26.6:20.0:22.6:22.8
23.9:23.8:22.1:22.2:24.3:29.2
22.2:22.8:23.6:25.6:24.2:23.1
24.4:22.1:24.3:24.2:26.7:23.8
28.9:27.4:32.3:26.5:30.4:29.6
25.2:24.7:24.7:21.3:25.6:21.4
22.2:24.9:26.4:25.3:22.5:24.0
25.0:25.8:26.4:22.8:23.1:21.1
31.3:31.3:31.6:28.9:31.7:28.3
25.7:21.1:24.9:24.2:27.4:19.5
22.7:23.8:24.4:23.1:25.9:21.9
25.2:27.0:27.2:23.7:24.6:25.3
30.5:28.3:30.8:30.3:28.6:29.3
26.3:25.9:22.4:21.4:21.9:22.7
27.3:22.5:24.8:27.3:27.2:24.7
23.0:24.7:22.9:23.4:26.2:20.1
22.6:21.9:27.5:21.7:30.6:23.0
22.2:26.2:24.6:24.2:23.5:25.8
32.3:29.6:28.6:28.1:28.4:27.3
24.1:23.9:21.2:25.0:22.3:26.1
5.20:6.20:6.80:5.80:8.70:5.70
  0:   0:   0:   0:   0:   0
  0:   0:   0:   0:   0:   0
  0:   0:   0:   0:   0:   0
  0:   0:   0:   0:   0:   0

iostat -x -k -1針對 XFS 格式的 LV 執行上述 dd 命令時的部分輸出:

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
          0,34    0,00    2,85   16,08    0,00   80,74

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda            1386,00  5481,00   22,00   86,00  5632,00 22016,00   512,00     0,24    2,24    5,41    1,43   2,16  23,30
sdb            1386,00  5418,00   22,00   86,00  5632,00 22016,00   512,00     0,26    2,44    6,59    1,37   2,33  25,20
sdc               0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
sdd               0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
sde            1386,00  5418,00   22,00   87,00  5632,00 22272,00   512,00     0,28    2,66    6,82    1,61   2,49  27,10
sdf            1386,00  5481,00   22,00   87,00  5632,00 22272,00   512,00     0,27    2,51    6,18    1,59   2,27  24,70
sdg            1323,00  5481,00   22,00   87,00  5632,00 22272,00   512,00     0,27    2,56    6,23    1,63   2,31  25,20
sdh            1323,00  5481,00   20,00   87,00  5120,00 22272,00   512,00     0,27    2,46    6,95    1,43   2,36  25,20
md127             0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
md126             0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-0              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-1              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
md125             0,00     0,00    0,00  260,00     0,00 66560,00   512,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-2              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-3              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-4              0,00     0,00    0,00  260,00     0,00 66560,00   512,00     2,53    9,84    0,00    9,84   3,76  97,70

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
          0,33    0,00    2,34   16,22    0,00   81,10

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda            1134,00  4662,00   18,00   76,00  4608,00 19204,00   506,64     0,36    3,86    6,06    3,34   3,16  29,70
sdb            1134,00  4725,00   18,00   75,00  4608,00 19204,00   512,09     0,32    2,41    7,44    1,20   3,29  30,60
sdc               0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
sdd               0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
sde            1134,00  4725,00   18,00   76,00  4608,00 19204,00   506,64     0,29    3,13    6,22    2,39   3,02  28,40
sdf            1134,00  4662,00   18,00   75,00  4608,00 18948,00   506,58     0,29    3,12    5,72    2,49   3,02  28,10
sdg            1197,00  4599,00   19,00   74,00  4864,00 18692,00   506,58     0,28    3,04    6,79    2,08   2,96  27,50
sdh            1197,00  4599,00   20,00   74,00  5120,00 18692,00   506,64     0,29    3,12    6,60    2,18   3,00  28,20
md127             0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
md126             0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-0              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-1              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
md125             0,00     0,00    0,00  224,00     0,00 57344,00   512,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-2              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-3              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-4              0,00     0,00    0,00  224,00     0,00 57344,00   512,00     2,66   10,25    0,00   10,25   4,40  98,50

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
          0,50    0,00    3,01   16,03    0,00   80,47

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda            1386,00  5418,00   22,00   86,00  5632,00 22016,00   512,00     0,28    2,56    6,86    1,45   2,46  26,60
sdb            1386,00  5355,00   22,00   86,00  5632,00 21760,00   507,26     0,25    3,17    6,55    2,30   2,24  24,20
sdc               0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
sdd               0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
sde            1386,00  5355,00   22,00   85,00  5632,00 21760,00   512,00     0,24    2,22    5,55    1,36   2,11  22,60
sdf            1386,00  5418,00   22,00   86,00  5632,00 22016,00   512,00     0,24    2,21    6,09    1,22   2,09  22,60
sdg            1323,00  5481,00   21,00   87,00  5376,00 22272,00   512,00     0,27    2,51    6,00    1,67   2,35  25,40
sdh            1323,00  5481,00   21,00   87,00  5376,00 22272,00   512,00     0,27    2,51    7,86    1,22   2,42  26,10
md127             0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
md126             0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-0              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-1              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
md125             0,00     0,00    0,00  256,00     0,00 65536,00   512,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-2              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-3              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-4              0,00     0,00    0,00  256,00     0,00 65536,00   512,00     2,41   10,74    0,00   10,74   3,84  98,20

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
          0,34    0,00    1,84   11,39    0,00   86,43

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda             882,00  3654,00   14,00   60,00  3584,00 14852,50   498,28     0,19    2,55    6,93    1,53   2,47  18,30
sdb             882,00  3717,00   14,00   61,00  3584,00 15108,50   498,47     0,21    2,81    7,71    1,69   2,72  20,40
sdc               0,00     0,00    0,00    5,00     0,00     2,50     1,00     0,00    0,40    0,00    0,40   0,40   0,20
sdd               0,00     0,00    0,00    5,00     0,00     2,50     1,00     0,00    0,40    0,00    0,40   0,40   0,20
sde             882,00  3717,00   14,00   61,00  3584,00 15108,50   498,47     0,20    2,67    6,21    1,85   2,57  19,30
sdf             882,00  3654,00   14,00   60,00  3584,00 14852,50   498,28     0,22    2,99    8,50    1,70   2,91  21,50
sdg             945,00  3591,00   15,00   59,00  3840,00 14596,50   498,28     0,22    2,97    6,60    2,05   2,88  21,30
sdh             945,00  3591,00   15,00   59,00  3840,00 14596,50   498,28     0,21    2,78    7,00    1,71   2,68  19,80
md127             0,00     0,00    0,00    3,00     0,00     1,50     1,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
md126             0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-0              0,00     0,00    0,00    2,00     0,00     1,50     1,50     0,00    1,00    0,00    1,00   1,00   0,20
dm-1              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
md125             0,00     0,00    0,00  172,00     0,00 44032,00   512,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-2              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-3              0,00     0,00    0,00    0,00     0,00     0,00     0,00     0,00    0,00    0,00    0,00   0,00   0,00
dm-4              0,00     0,00    0,00  172,00     0,00 44032,00   512,00     1,61    9,55    0,00    9,55   4,05  69,70

首先我想說 XFS 對 LVMed RAID6 沒有問題,問題只是用於dd測試性能的命令。

正如托馬斯所說,問題是旗幟壞了。 O_DIRECT

引用自:https://serverfault.com/questions/896488