Article ID: NVSI-050110JP Created: 2005/10/19 Revised:
-NetVault 仮想テープ・ライブラリのパフォーマンス検証：
dotHILL SANnetⅡSATA 編
1. 検証の目的ドットヒルシステムズ株式会社の『SANnetll SATA』は、安価な SATA ドライブを使用した大容量ストレージで、デ ィスクへのバックアップを行う際の対象デバイスとして最適と言えます。この製品とNetVault が持つ仮想テープ・ ライブラリの機能を組み合わせる事によって魅力的なバックアップ・ソリューションが構築できます。本検証では SANnetll SATA に作成した仮想テープ・ライブラリのバックアップ・パフォーマンスを測定しました。 2. 検証環境 表2-1 ハードウェア構成(ディスクストレージシステム) メーカー dotHILL 機種 SANnetll 200 SATA I/F FC 搭載ディスク SATA 400GB 7200rpm Disk x12 台 表2-2 ハードウェア構成 [tm04rhel3] メーカー HP 機種 Proliant ML370 CPU Intel Xeon 3.06GHz
メモリ 1024MB
内蔵ディスク容量 SCSI 36GB Disk x3 台
SCSI Card Compaq 64-bit/66MHz Wide Ultra 3 SCSI Adapter
FC Card QLogic QLA2300
表 2-3 ソフトウェア構成
ホスト tm04rhel3
OS Red Hat Enterprise Linux ES3 Update5 Windows Server 2003 Standard Edition Backup Software NetVault 7.1.1 R2004OCT27-CHIEF
FC HP ProLiant ML370 G4 Intel Xeon 3.06GHz 1GB memory Ultra320 36GB 10krpm x 3 dotHILL SANnetⅡSATA SATA 400GB 7200rpm Disk x12
3. 検証方法
3.1 ターゲットデバイス
図3-1 VTL 作成とバックアップイメージ
(1) SANnetⅡに VTL を作成 (2) 参考として、内蔵ディスクに VTL を作成 SANnetⅡSATA は、実用的な構成を想定して、12 本の SATA ハードディスクを RAID5 で構成し、その LUN に 仮想テープ・ライブラリを作成しました。 参考までに、サーバの内蔵ディスクにも仮想テープ・ライブラリを作成し測定しました。 内蔵ディスクは、バックアップ用データと仮想テープ・ライブラリ用にそれぞれ1 万回転 Wide Ultra320 ハードディ スクを用意し、I/O が競合しないように配慮しました。 NetVault の優れた機能の一つである VTL により、ディスク・ストレージへのバックアップを、テープ・ライブラリと同 様の操作・手順にて検証することが可能です。 図3-2 VTL（仮想テープ・ライブラリ） バックアップサーバ 内蔵ディスク 仮想テープ・ライブラリ 内蔵ディスク バックアップ用データ バックアップサーバ 内蔵ディスク バックアップ用データ 外部RAID装置 仮想テープ・ライブラリ
3.2 バックアップ対象データ データのファイルサイズによるバックアップ速度の違いを確認するために、種類の異なるデータを用意しました。 バックアップ対象となるデータは、内蔵ディスクに格納され、外部ストレージはあくまでバックアップ用途で使用した 場合のパフォーマンスについて確認を行いました。 表3-1 対象データ [LARGE]概要 項目 内容 ディレクトリ /data/LARGE データ容量 合計約10GB アイテムカウント （ファイル数とディレクトリ数の合計） 22 平均ファイルサイズ 500MB データ作成方法 平均500MB の iso イメージを 16 ファイル データ容量詳細 [root@tm04rhel3 data]# du -s -m ./LARGE
9796 ./LARGE 表3-2 対象データ [MEDIUM]概要 項目 内容 ディレクトリ /data/MEDIUM データ容量 合計約10GB アイテムカウント （ファイル数とディレクトリ数の合計） 51579 平均ファイルサイズ 200KB データ作成方法 1 ディレクトリ 110MB、490 ファイルの WAV ファイルを配置、それを合 計100 ディレクトリに拡張。
データ容量詳細 [root@tm04rhel3 data]# du -s -m ./MEDIUM 11307 ./MEDIUM 表3-3 対象データ [SMALL]概要 項目 内容 ディレクトリ /data/SMALL データ容量 合計約10GB アイテムカウント （ファイル数とディレクトリ数の合計） 1000304 平均ファイルサイズ 10KB データ作成方法 1 ディレクトリ 118MB、10000 ファイルのテキストファイルを配置、それ を合計100 ディレクトリに拡張。
データ容量詳細 [root@tm04rhel3 data]# du -s -m ./SMALL 11744 ./SMALL
3.3 パフォーマンス・チューニング
NetVault では、各ドライブに対して[Media block size(KB)]によるメディア・ブロック・サイズの指定と[Amount of memory to assign to transfer buffers(KB)]による共有メモリ使用に関する設定が可能です。パフォーマンス・オ プションの使用にあたっては事前に、「NetVault7.1.x アドミニストレーターズ・ガイド」を参照するようにしてください。 本検証では、各チューニング項目を変更した際のパフォーマンスについて確認を行いました。
図3-3 メディア・ブロック・サイズの変更
図3-4 共有メモリ・サイズの変更
3.4 計測方法
計測はJob Management から各ジョブの Job Monitor を参照し、バックアップ終了後の数値を記録しました。 図3-5 Job Monitor からの確認
4. 検証結果 4.1 Linux バックアップ検証結果 SANnetⅡSATA と内蔵ディスク(参考)について、それぞれブロック・サイズと共有メモリの値を変更しながら、 ３パターンのテストデータに関するバックアップ速度を計測しました。 グラフ4-1 Linux･ローカル・バックアップの速度比較（サマリ） 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 平均転送レート(KB/s) 最大転送レート(KB/s) 平均転送レート(KB/s) 最大転送レート(KB/s) 内蔵ディ ス ク S AN N E TI I SMALL - 256 - 8193 SMALL - 32 - 257 MEDIUM - 256 - 8193 MEDIUM - 32 - 257 LARGE - 256 - 8193 LARGE - 32 - 257 OS Linux Device データ Test Data Block size･(KB) Shared Memory･(KB) 表4-1 Linux・ローカル・バックアップの詳細データ
Device Block Size (KB)
Shared Memory (KB)
Test
Data Average Xfer(KB/s) Peak Xfer(KB/s) Elapsed Time Elapsed Xfer 内蔵ﾃﾞｨｽｸ 32 257 SMALL 7794 9916 21:45 21:41 内蔵ﾃﾞｨｽｸ 256 8193 SMALL 8137 9728 20:50 20:47 内蔵ﾃﾞｨｽｸ 32 257 MEDIUM 19043 33328 9:57 9:52 内蔵ﾃﾞｨｽｸ 256 8193 MEDIUM 20501 31360 9:15 9:09 内蔵ﾃﾞｨｽｸ 32 257 LARGE 25138 52543 6:41 6:38 内蔵ﾃﾞｨｽｸ 256 8193 LARGE 27673 63367 6:10 6:02 SANNETII 32 257 SMALL 8234 9976 20:32 20:32 SANNETII 256 8193 SMALL 8308 9928 20:21 20:21 SANNETII 1024 32769 SMALL 8306 10240 20:22 20:21 SANNETII 32 257 MEDIUM 25485 34816 7:22 7:22 SANNETII 256 8193 MEDIUM 24582 32356 7:38 7:38 SANNETII 1024 32769 MEDIUM 26150 32256 7:11 7:10 SANNETII 32 257 LARGE 54759 62886 3:02 3:02 SANNETII 256 8193 LARGE 61716 68216 2:42 2:41 SANNETII 1024 32769 LARGE 63564 68608 2:37 2:37
グラフ4-2 テストデータ別速度比較 256 - 8193 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 LARGE MEDIUM SMALL LARGE MEDIUM SMALL 内蔵 ディス ク SAN N ET II 256 - 8193 平均転送レート(KB/s) Device
Test Data Block size･(KB)Shared Memory･(
テストデータのサイズに着目して内蔵ディスクとSANnetⅡを比較すると
SMALL データのようにサイズの小さいファイルのバックアップを行う場合、システムからのファイル取得がボトル ネックになり、内蔵ディスクとあまり差は見られませんが、LARGE データのようにサイズが大きいファイルのバッ クアップを行う場合、ディスクの本来のパフォーマンスが発揮されることがわかります。
グラフ4-3 パフォーマンス・チューニングの効果 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 LARGE MEDIUM SMALL 1024 - 32769 256 - 8193 32 - 257 OS： Linux 平均転送レート(KB/s) Test Data Block size･(KB) Shared Memory･(K 平均転送レートにおけるパフォーマンス・チューニングの効果に着目すると、SMALL データのようにサイズの小さ いファイルのバックアップを行う場合、ブロック・サイズ(32～1024K)や共有メモリ（257～32769KB）を変更しても パフォーマンスの向上は見られませんでしたが LARGE データのようにサイズが大きいファイルのバックアップを行う場合、ブロック・サイズや共有メモリの設定を 変更することでパフォーマンスの向上がされることがわかります。 対象データによっては必ずしもブロック・サイズを最大限に大きくすることが良いという訳ではなく、適切な値を設 定する必要があります。
4.2 パラレル・バックアップ検証結果 仮想テープ・ライブラリを使用した場合には、複数の仮想ドライブによりパラレル・バックアップが可能です。 Linux のバックアップ・サーバ上の 2 台のドライブを使用し、２つのバックアップジョブを同時に実行することによっ て、トータルでの速度の向上が可能か確認しました。データはLARGE を複数用意し、ジョブを分けて実行しまし た。 グラフ4-4 パラレル・バックアップの速度比較 256 - 8193 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 平均転送レート(KB/s) 最大転送レート(KB/s) 平均転送レート(KB/s) 最大転送レート(KB/s) 平均転送レート(KB/s) 最大転送レート(KB/s) 平均転送レート(KB/s) 最大転送レート(KB/s) パラレル１ パ ラレ ル２ パラレル合計値 シ ン グ ル 256 - 8193 Test Data LARGE
Device
データ Block size･(KB)Shared Memory･(
表4-2 Linux･パラレル・バックアップの詳細データ
Device Block Size (KB) Shared Memory (KB) Test Data Average Xfer(KB/s) Peak Xfer(KB/s) Elapsed Time Elapsed Xfer シングル 256 8193 LARGE 61716 68216 2:42 2:41 パラレル
合計 256 8193 LARGE 54443 60451 N/A N/A パラレル１ 256 8193 LARGE 27223 60451 6:07 6:07 パラレル２ 256 8193 LARGE 27170 56518 6:08 6:07 （注：パラレル合計について、 AverageXfer はパラレル１とパラレル２の合算、PeakXfer はパラレル１、パラレル２の最大値としました） １台の仮想ドライブを使用した速度（61716KB/s）の方が、２台の仮想ドライブに分散して書き込みを行った場合 （27223+27170=54443KB/s）よりも早いことがわかります。今回の構成では、データの転送先である SANnetⅡ のディスク構成が、12 本で１つの RAID5 ボリュームであり、このような場合にはあえて分散せず単独のシーケン シャルI/0 の方が良いことが確認できます。物理的に I/O を分けるように複数の RAID ボリュームを構成し、複数 の仮想テープ・ライブラリを用意すれば、複数クライアントからのパラレル・バックアップに有効であると推測されま す。
4.3 Windows バックアップ・サーバ検証結果 バックアップ・サーバのOS が Linux である場合と、Windows である場合のパフォーマンスの違いを確認するた めに、同一ハードウェア環境でOS を Windows に変更して検証を実施しました。 グラフ4-5 Windows・ローカル・バックアップの速度比較（サマリ） 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 平均転送レート(KB/s) 最大転送レート(KB/s) 平均転送レート(KB/s) 最大転送レート(KB/s) 内蔵ディ ス ク S AN N E TI I SMALL - 256 - 8193 SMALL - 32 - 257 MEDIUM - 256 - 8193 MEDIUM - 32 - 257 LARGE - 256 - 8193 LARGE - 32 - 257 OS Windows Device データ Test Data Block size･(KB) Shared Memory･(KB) 表4-3 Windows・ローカル・バックアップの詳細データ
Device Block Size (KB) Shared Memory (KB) Test Data Average Xfer(KB/s) Peak Xfer(KB/s) Elapsed Time Elapsed Xfer 内蔵ﾃﾞｨｽｸ 32 257 SMALL 5571 14032 32:53 32:53 内蔵ﾃﾞｨｽｸ 256 8193 SMALL 7541 18176 24:19 24:18 内蔵ﾃﾞｨｽｸ 32 257 MEDIUM 31680 41451 5:57 5:56 内蔵ﾃﾞｨｽｸ 256 8193 MEDIUM 31579 39168 5:58 5:58 内蔵ﾃﾞｨｽｸ 32 257 LARGE 39094 47838 4:26 4:25 内蔵ﾃﾞｨｽｸ 256 8193 LARGE 41975 49280 4:07 4:07 SANNETII 32 257 SMALL 6530 15472 28:03 28:03 SANNETII 256 8193 SMALL 7446 18304 24:37 24:37 SANNETII 32 257 MEDIUM 60189 67792 3:11 3:09 SANNETII 256 8193 MEDIUM 58871 64384 3:17 3:14 SANNETII 32 257 LARGE 74752 85984 2:14 2:14 SANNETII 256 8193 LARGE 68912 85888 2:25 2:25
グラフ4-6 Linux と Windows の比較 256 - 8193 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 平均転送レート(KB/s) 最大転送レート(KB/s) 平均転送レート(KB/s) 最大転送レート(KB/s) 平均転送レート(KB/s) 最大転送レート(KB/s) 平均転送レート(KB/s) 最大転送レート(KB/s) Lin u x W ind o w s Lin u x W ind o w s 内蔵デ ィス ク S AN N E TI I 256 - 8193 Test Data LARGE
Device Server
データ Block size･(KB)Shared Memory･(
表4-1、表 4-3 より、Linux と Windows のパフォーマンスを比較してみると
5. まとめ
仮想テープ・ライブラリを使用した際に最大で68.60MB/sec という高速なバックアップを行えました。 平均ファイル・サイズが大きい場合、ブロック・サイズおよび共有メモリをチューニングすることでパフォーマン
スの向上が可能です。
今回の環境ではLinux と Windows において、Windows で Linux 以上の性能が確認できました。
ディスクの構成によっては複数のジョブを並行してバックアップすることは、必ずしもパフォーマンスの向上を もたらすとは限らないことがわかりました。
※本資料のデータは、検証環境でのデータであり、環境によってはパフォーマンス等の値が異なる場合がありま す。
