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今更ながらZFSはキャッシュのヒット率が超重要

この記事には技術的裏付けがない、個人の感想、雑感、推測がふんだんに含まれています。ご利用の際は用法・用量を守り正しくお使いください。

知人のNAS4Freeなファイルサーバが重い問題、Sambaが原因で一件落着かと思いきや解決してなかった。(こっちはこっちで別の問題が発生してたりするので別途書く予定。)

知人とやり取りしつつCPU, ネットワーク, ディスクI/O, その他諸々を継続的にモニタリングしてみると、どーにもディスクアクセスがボトルネックになっている事があるようで…。ファイルサーバのターミナルで直接cpしても、全然速度が上がらないのだ。対象のファイルは、50~200kBの数十万個のPNGを含む膨大なファイル群で、ファイルシステム的に結構厳しい条件ではあるものの、ストレージは仮にもHDD 2ペア×3セットからなるRAID10である。十数MB/sは出るだろうと思ってたが、実際には1MB/s以下になることさえある。

いくらなんでもオカシイだろうとzpool iostatしてみた結果がこちら。

               capacity     operations    bandwidth
pool        alloc   free   read  write   read  write
----------  -----  -----  -----  -----  -----  -----
zdata       4.56T  6.31T  5.65K    435  25.5M  4.94M
zdata       4.56T  6.31T  7.43K      0  32.7M      0
zdata       4.56T  6.31T  5.44K      0  24.1M      0
zdata       4.56T  6.31T  6.20K      0  27.3M      0
zdata       4.56T  6.31T  6.44K      0  28.4M      0
zdata       4.56T  6.31T  5.81K    398  26.6M  3.89M
zdata       4.56T  6.31T  4.36K    215  34.8M  10.8M
zdata       4.56T  6.31T  2.76K    391  12.5M  3.47M
zdata       4.56T  6.31T  3.58K      0  19.7M      0
zdata       4.56T  6.31T  3.65K      0  20.1M      0
zdata       4.56T  6.31T  3.15K      0  17.7M      0
zdata       4.56T  6.31T  4.05K      0  19.0M      0
zdata       4.56T  6.31T  2.59K    343  14.6M  3.15M
zdata       4.56T  6.31T  3.66K      0  19.6M      0
zdata       4.56T  6.31T  4.99K      0  32.5M      0
zdata       4.56T  6.31T  2.93K      0  19.1M      0
zdata       4.56T  6.31T  6.38K      0  28.4M      0
zdata       4.56T  6.31T     3K    344  13.6M  2.99M
zdata       4.56T  6.31T  3.86K      0  17.9M      0
zdata       4.56T  6.31T  3.77K      0  16.9M      0
zdata       4.56T  6.31T  3.72K      0  16.8M      0
zdata       4.56T  6.31T  2.91K    226  13.3M  2.39M

読み込み操作数(operations)と読み込み量(bandwidth)の割に、書き込み量が著しく少ない。コピーと並行してSambaへ断続的なアクセスがあるってことを差し引いても全然スループットが出てない。つーか、書き込み量とネットワークに出ていく量を合わせても全然読み込み量に足らん罠。

大量の読み込みoperationsが走ってても、いい感じに処理できてる時は↓こんな感じで順当にbandwidthが上がる。CIFSによるリクエスト分がそのまま処理されてネットワークに流れていっている。

               capacity     operations    bandwidth
pool        alloc   free   read  write   read  write
----------  -----  -----  -----  -----  -----  -----
zdata       4.70T  6.17T  15.3K    638  64.8M  7.06M
zdata       4.70T  6.17T  23.8K      0   101M      0
zdata       4.70T  6.17T  20.4K      0  85.9M      0
zdata       4.70T  6.17T  23.6K      0  98.7M      0
zdata       4.70T  6.17T  18.4K      0  76.5M      0
zdata       4.70T  6.17T  7.06K    720  30.1M  8.41M
zdata       4.70T  6.17T  16.6K      0  70.0M      0
zdata       4.70T  6.17T  13.7K      0  57.7M      0
zdata       4.70T  6.17T  18.1K      0  77.3M      0
zdata       4.70T  6.17T  16.7K    536  72.3M  6.52M
zdata       4.70T  6.17T  7.63K     80  32.5M   376K
zdata       4.70T  6.17T  12.3K      0  52.7M      0
zdata       4.70T  6.17T  9.78K      0  42.4M      0
zdata       4.70T  6.17T  11.8K      0  51.0M      0
zdata       4.70T  6.17T  9.32K    586  40.4M  6.41M
zdata       4.70T  6.17T  9.47K      0  40.6M      0
zdata       4.70T  6.17T  11.6K      0  49.2M      0
zdata       4.70T  6.17T  12.1K      0  51.8M      0
zdata       4.70T  6.17T  5.05K      0  22.2M      0
zdata       4.70T  6.17T  4.88K    579  22.1M  6.61M

rsyncでディスク内コピーを行うと更に悲惨で、びっくりするほど速度が出ない。ネットワーク(1000BASE-T)越しの別マシンにzfs sendし、そいつとrsyncで同期した方が早いっていうね…。すわ、断片化か!?と思ったけど、プールは半分以上空いてるしちょっと考えにくい。

あれこれ考えてるうちに、ZFSはキャッシュのヒット率が重要って事を思い出した。1フォルダに大量の細かなファイルがあるって事は、その分メタデータ処理が重いと考えられる。とすれば、メタデータを使いまくってそうなrsyncで速度が出ないってのも説明が付く………気がしなくもない。

zfs-statsを入れてキャッシュのヒット率を見てみたら、なんと2割を切ってるじゃないの。キャッシュに乗り切らなかったメタデータに毎度アクセスしに行くために、read operationsの割にbandwidthが上がらなかったのかしら…?

とりあえずarc関連のカーネル変数を調整したところ、いい感じでキャッシュヒットするようになった。問題のプール内のディレクトリ間でrsyncした時の結果が↓これ。

キャッシュヒット率が90%ほどに改善し、書き込みも12MB/s程出ている(zdata iostatは1秒毎、vfs.zfs.txg.timeout=5である)。

Intel SSDSC2BB240G4 (DC S3500 240GB) のベンチマーク

購入時期は忘れたが、その昔、中古で買ったSSDSC2BB240G4が発掘されたのでベンチをうp。家鯖で、VM置き場/ZIL/L2ARCとして使っていたブツ。

-----------------------------------------------------------------------
CrystalDiskMark 6.0.0 x64 (C) 2007-2017 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) :   509.971 MB/s
  Sequential Write (Q= 32,T= 1) :   285.330 MB/s
  Random Read 4KiB (Q=  8,T= 8) :   312.081 MB/s [  76191.7 IOPS]
 Random Write 4KiB (Q=  8,T= 8) :   271.718 MB/s [  66337.4 IOPS]
  Random Read 4KiB (Q= 32,T= 1) :   271.167 MB/s [  66202.9 IOPS]
 Random Write 4KiB (Q= 32,T= 1) :   252.995 MB/s [  61766.4 IOPS]
  Random Read 4KiB (Q=  1,T= 1) :    33.345 MB/s [   8140.9 IOPS]
 Random Write 4KiB (Q=  1,T= 1) :    94.851 MB/s [  23157.0 IOPS]

  Test : 4096 MiB [D: 0.1% (0.1/223.4 GiB)] (x3)  [Interval=5 sec]
  Date : 2018/03/01 1:41:52
    OS : Windows 10 Professional [10.0 Build 16299] (x64)
    Intel SSDSC2BB240G4

Intel SSDSC2BB800G4R (DC S3500 800GB) 購入

PS4 Proに挿してたST2000LX001が壊れた件!Seagate絶許!!でカッとなってPS4用のSSDとしてIntel DC S3500の800GBを買ったった。SSDSC2BB800G4のDELL向けOEM品で、いつものごとく中古。からのいつものごとくベンチ。今回はいつもと違ってSATA接続だぬ。

-----------------------------------------------------------------------
CrystalDiskMark 6.0.0 x64 (C) 2007-2017 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) :   509.671 MB/s
  Sequential Write (Q= 32,T= 1) :   493.405 MB/s
  Random Read 4KiB (Q=  8,T= 8) :   311.824 MB/s [  76128.9 IOPS]
 Random Write 4KiB (Q=  8,T= 8) :   274.177 MB/s [  66937.7 IOPS]
  Random Read 4KiB (Q= 32,T= 1) :   271.002 MB/s [  66162.6 IOPS]
 Random Write 4KiB (Q= 32,T= 1) :   261.758 MB/s [  63905.8 IOPS]
  Random Read 4KiB (Q=  1,T= 1) :    33.284 MB/s [   8126.0 IOPS]
 Random Write 4KiB (Q=  1,T= 1) :    95.878 MB/s [  23407.7 IOPS]

  Test : 4096 MiB [D: 0.0% (0.2/745.1 GiB)] (x3)  [Interval=5 sec]
  Date : 2018/02/28 22:58:44
    OS : Windows 10 Professional [10.0 Build 16299] (x64)
    Intel SSDSC2BB800G4R

ベンチ結果はいつも通りというか何というか。

S.M.A.R.T.から総読み書き量は取れないけど、稼働時間からしたら然程使われてないものかなと。

着々とIntel DCシリーズが増えていってる・・・!

zpool detachしようとしたらno valid replicasと言われたでござる

ZFSプールが手狭になったため、HDDを順繰り大容量のものにzpool replaceしてた。

$ zpool status zdata
  pool: zdata
 state: ONLINE
status: One or more devices has experienced an error resulting in data
    corruption.  Applications may be affected.
action: Restore the file in question if possible.  Otherwise restore the
    entire pool from backup.
   see: http://illumos.org/msg/ZFS-8000-8A
  scan: resilvered 8.82T in 25h57m with 2 errors on Tue Jan 23 22:47:38 2018
config:

    NAME             STATE     READ WRITE CKSUM
    zdata            ONLINE       0     0     2
      raidz1-0       ONLINE       0     0     4
        ada3p1       ONLINE       0     0     0
        ada2p1       ONLINE       0     0     0
        replacing-2  ONLINE       0     0     0
          ada1p1     ONLINE       0     0     0
          da0p1      ONLINE       0     0     0
        ada5p1       ONLINE       0     0     0
    logs
      mirror-1       ONLINE       0     0     0
        ada6p5       ONLINE       0     0     0
        ada7p5       ONLINE       0     0     0

errors: 2 data errors, use '-v' for a list

replace-2でada1p1をda0p1にreplaceしてた感じ。置き換え中のデバイスには(resilvering)表記が付くのだが、ご覧の通り上記のda0p1には付いてない。てなもんで、処理が終わったと判断し、ada1p1を切り離そうとしたら…

# zpool detach zdata ada1p1
cannot detach ada1p1: no valid replicas

と、言われてしまった所で日記タイトルなのである。

「有効なレプリカがない」とな…。ZFS暦7年目にして初めて目にするエラーでござる。errors: 2 data errors, use '-v' for a listで報告された壊れているファイルを消してもダメぽ。それどころか、、、

# zpool status -v zdata
  pool: zdata
 state: ONLINE
status: One or more devices has experienced an error resulting in data
    corruption.  Applications may be affected.
action: Restore the file in question if possible.  Otherwise restore the
    entire pool from backup.
   see: http://illumos.org/msg/ZFS-8000-8A
  scan: resilvered 8.82T in 25h57m with 2 errors on Tue Jan 23 22:47:38 2018
config:

    NAME             STATE     READ WRITE CKSUM
    zdata            ONLINE       0     0     0
      raidz1-0       ONLINE       0     0     0
        ada3p1       ONLINE       0     0     0
        ada2p1       ONLINE       0     0     0
        replacing-2  ONLINE       0     0     0
          ada1p1     ONLINE       0     0     0
          da0p1      ONLINE       0     0     0
        ada5p1       ONLINE       0     0     0
    logs
      mirror-1       ONLINE       0     0     0
        ada6p5       ONLINE       0     0     0
        ada7p5       ONLINE       0     0     0

errors: Permanent errors have been detected in the following files:

        zdata/NFC/data/Decomo:<0x196090>

なんやねん、zdata/NFC/data/Decomo:<0x196090>って。こうなったら神頼みのzpool scrubするしかない。

# zpool scrub zdata
$ zpool status zdata
  pool: zdata
 state: ONLINE
status: One or more devices has experienced an error resulting in data
    corruption.  Applications may be affected.
action: Restore the file in question if possible.  Otherwise restore the
    entire pool from backup.
   see: http://illumos.org/msg/ZFS-8000-8A
  scan: scrub in progress since Tue Jan 23 23:39:17 2018
        100G scanned out of 18.1T at 427M/s, 12h15m to go
        25.0G repaired, 0.54% done
config:

    NAME             STATE     READ WRITE CKSUM
    zdata            ONLINE       0     0     0
      raidz1-0       ONLINE       0     0     0
        ada3p1       ONLINE       0     0     0
        ada2p1       ONLINE       0     0     0
        replacing-2  ONLINE       0     0     0
          ada1p1     ONLINE       0     0     0
          da0p1      ONLINE       0     0     0  (repairing)
        ada5p1       ONLINE       0     0     0
    logs
      mirror-1       ONLINE       0     0     0
        ada6p5       ONLINE       0     0     0
        ada7p5       ONLINE       0     0     0

修復が始まった。replaceでのresilveringは一体なんだったのか…。しばらく放置してからプールの状態を見てみると、、、

$ zpool status zdata
  pool: zdata
 state: ONLINE
status: Some supported features are not enabled on the pool. The pool can
    still be used, but some features are unavailable.
action: Enable all features using 'zpool upgrade'. Once this is done,
    the pool may no longer be accessible by software that does not support
    the features. See zpool-features(7) for details.
  scan: scrub repaired 4.51T in 15h42m with 0 errors on Wed Jan 24 15:21:24 2018
config:

    NAME        STATE     READ WRITE CKSUM
    zdata       ONLINE       0     0     0
      raidz1-0  ONLINE       0     0     0
        ada3p1  ONLINE       0     0     0
        ada2p1  ONLINE       0     0     0
        da0p1   ONLINE       0     0     0
        ada5p1  ONLINE       0     0     0
    logs
      mirror-1  ONLINE       0     0     0
        ada6p5  ONLINE       0     0     0
        ada7p5  ONLINE       0     0     0

errors: No known data errors

修復が終わりデバイスの置き換えまで行われてる!

今回得た知見:

  • zpool replaceでは、新しいデバイスの再同期が終わると旧デバイスが自動でdetachされる
  • 可能ならzpool replace前にscrubでプールの状態を確認するのが吉

PS4 Proに挿してたST2000LX001が壊れた件!Seagate絶許!!

PS4 Proで使ってたSeagateのSSHD、ST2000LX001が壊れた。PS4起動中に停電に見舞われた後、そのまま帰らぬ畜生となりますた。享年11ヶ月ですた。

何度起動を試みてもエラーコードCE-34335-8「本体ストレージにアクセスできません」でPS4が立ち上がらず、セーフモードにすら入れず、おかしいと思ってHDDを取り出してPCに繋いでみるも、文字通りうんともすんとも言いやがらねーの。スピンアップを試みる気配さえ一切なし。まさに”へんじがない。ただの しかばね のようだ。”状態。

ええ、ええ、正規の手順で電源落とせなかったのが悪いってのは分かってますとも。何回かやらかしてるし…。いや、でもさ、ノートPCやポータブル用途に使われる事が前提の2.5インチHDDがさ、数回の不意の電源断で壊れるって脆すぎじゃないですかね……。他メーカーでは2.5, 3.5関係なく、こんな状況に陥ったことないし。

悪名高きST3000DM001は言うまでもなく、SeagateのHDDには過去に何度も泣かされており、不買の誓いをたてたのに購入してしまった自分への天罰なのか…。だって仕方ないじゃん、9.5mm厚に収まる2TBのHDDってキング・オブ・クソの海門しか出してないんだもん(この状況は現在も変わらず)。自分だって買いたくはなかったですよ。で、戒律を破って購入した結果がこのザマだよ!

もう絶対にSeagateは買いません。絶対に買いません。選択肢がSeagateしかなくても買いません。買いません。買いません。買いません。

とりあえず転がってたIntel DC S3500 240GBをPS4に挿したら無事セーフモードに入ったので、PS4自体は無事っぽい。このまま内蔵ストレージはSSDにして、足りない分は外付けの3.5インチ6TBを使う運用にしよう…。ちょうど鯖のHDD入れ替えで余ってたことだし……。ST2000LX001はさっさとRMAして売っぱらったるわ!

start.txt · 最終更新: 2016-05-07 17:46 by decomo
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