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7.1. 최적화 요소

DRX의 최적화는 DRX가 제공하는 버퍼링과 압축 기능이 최적의 성능을 낼 수 있도록 DRX 내부 파라미터를 조절하거나 또는 시스템의 설정을 변경하는 것으로 수행합니다. DRX가 낼 수 있는 버퍼링의 성능은 10Gbps 네트워크에서 최대 6~7 Gbps 수준이며 압축 수행 시 이 수치에 1.5배 이상의 처리량을 보일 때 적절한 성능을 낸다고 볼 수 있습니다. 그러나 이러한 고성능의 수치는 TX 측면의 네트워크 대역이 충분하다는 전제하의 수치이며, 보통 WAN 구간 상에선 TX 네트워크 대역이 상당히 낮기 때문에 I/O 부하가 커지는 즉시  DRX 버퍼가 채워지면서 결국 혼잡상태에 이르게 되어 최적화를 수행하기 위한 여건을 만들기 어렵습니다. 이러한 상황을 감안하여 DRX에선 복제 I/O에 대한 적정한 수준의 시뮬레이션을 수행하는 drbdsim을 별도 도구로 제공하고 drbdsim 을 통해 DRX 운영환경의 여건들을 미리 파악할 수 있습니다.

일반적으로 네트워크 대역은 iperf 와 같은 도구로 확인할 수 있으며 iperf 는 네트워크가 낼 수 있는 최대 대역을 산출합니다. drbdsim은 로컬 drbdsim에서 DRX로 I/O 부하를 주입시키고 WAN 구간으로 릴레이된 데이터를 원격 drbdsim에서 수신하여 DRX가 네트워크에서 처리할 수 있는 순수한 처리량을 산출 합니다. 따라서 drbdsim에서 산출한 처리량이 iperf 의 수치와 비슷하거나 또는 drbdsim 수치가 그 이상일 때(압축을 할 경우) DRX가 적절한 성능을 발휘한다고 할 수 있습니다. 반대로 drbdsim의 수치가 iperf 수치에 비해 상당히 낮다면 DRX 설정에 일부 조정이 필요하다고 판단할 수 있습니다.

이런 방식으로 WAN 구간의 대역 상황을 미리 파악함과 더불어 DRX의 기본 버퍼링 성능을 점검하고 그에 따라 DRX 버퍼의 적정한 크기를 산정하거나 압축 기능 도입 여부를 판단할 수 있습니다. drbdsim의 자세한 사용방법은 Appendix F. drbdsim usage guide 의 내용을 참고하세요.

이상의 내용을 토대로 했을 때 최적화의 요소는 다음으로 요약됩니다.

  • 복제 I/O 부하
  • 네트워크 대역
  • DRX 버퍼링
  • 압축

로컬 I/O 측면의 지연(latency), 처리량(throughput) 최적화는 복제 측면의 최적화로 다루어져야 합니다. 이에 대해선 다음의 내용을 참고하십시요


7.2. 성능지표

DRX의 성능지표는 DRX에서 제공하는 CLI 명령들을 통해 확인 할 수 있습니다.

7.2.1 BAB 성능지표 확인 : memusage

BAB의 사용률과 Latency를 확인하는 명령어 입니다. 

  • BAB의 사용량과 Latency를 통해서 BAB의 성능을 확인합니다.

    • 2.4 물리 메모리 사양 항목에서 계산으로 설정한 BAB의 사용률을 확인할 수 있습니다. 

    • Latency값의 증감을 통해서 병목이 발생하는 부분을 확인할 수 있습니다. 

  • 출력 예시

    • Capacity : 리소스에 설정한 BAB 사이즈이며 단위는 Kilobytes입니다. 
    • Use (Size) 항목 : BAB 사용률과 Size입니다. Size의 단위는 Kilobytes입니다. 
    • BAB Latency는 TX, RX, Compress, Decompress 항목에 대한 현재(cur), 평균(avg), 최대(max), 최소(min)값을 microseconds 단위로 출력합니다. 
      memusage 
      < 일반 모드 >
[root@c73-p1 dgkim]# drx-ctl mem all
--------------------------------------------------------------------------------------
Name                 Capacity Use (Size)                                  Full Counts 
--------------------------------------------------------------------------------------
DR-1-3-c73-p2-c73-p1 716800   [>>>>>>>.....................] 23% (163277) 0           
                     10240    [............................]  0% (0)      -           
--------------------------------------------------------------------------------------
DR-2-3-c73-p2-c73-p1 512000   [............................]  0% (0)      0           
                     10240    [............................]  0% (0)      -           
--------------------------------------------------------------------------------------
 Active bab counts : 2

<상세 모드>
[root@c73-p1 dgkim]# drx-ctl mem all -v
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Name                 Capacity Begin     End       Use (Size)                                  Full Counts 
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
DR-1-3-c73-p2-c73-p1 716800   340236152 504137496 [>>>>>>>.....................] 22% (160060) 0           
                     10240    0         0         [............................]  0% (0)      -           
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
DR-2-3-c73-p2-c73-p1 512000   64273922  64273922  [............................]  0% (0)      0           
                     10240    0         0         [............................]  0% (0)      -           
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
 Active bab counts : 2
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
name                 Latency    cur             avg             max             min             
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
DR-1-3-c73-p2-c73-p1 TX BAB     00:00:00.000000 00:00:00.443516 00:00:06.765142 00:00:00.000101 
                     RX BAB     00:00:00.000000 00:00:00.000000 00:00:00.000000 00:00:00.000000 
                     Compress   00:00:00.000088 00:00:00.000087 00:00:00.001439 00:00:00.000001 
                     Decompress 00:00:00.000000 00:00:00.000000 00:00:00.000000 00:00:00.000000 
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
DR-2-3-c73-p2-c73-p1 TX BAB     00:00:00.000000 00:00:00.001627 00:00:00.004173 00:00:00.000261 
                     RX BAB     00:00:00.000000 00:00:00.000000 00:00:00.000000 00:00:00.000000 
                     Compress   00:00:00.000000 00:00:00.000113 00:00:00.001440 00:00:00.000001 
                     Decompress 00:00:00.000000 00:00:00.000000 00:00:00.000000 00:00:00.000000 
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
 Active bab counts : 2
[root@c73-p1 dgkim]#

7.2.2 압축 성능지표 확인: statistics

DRX의 통계 정보를 확인하는 명령어입니다. 

  • 사용자 출력 모드인 filter옵션을 사용해서 압축 통계 정보를 확인합니다. 
    • 압축률의 평균(ratio)값으로 복제가 이루어지는 데이터의 압축 효율을 확인할 수 있습니다. 
    • 압축시 평균시간(cp-avg)과 압축 해제시 평균시간(dc-avg)으로 압축 성능을 확인할 수 있습니다. 

  • 사용한 명령어

    drx-ctl st all -v --filter=name,type,ratio,cur,best,worst,cp-avg,cp-cur,cp-min,cp-max,dc-avg,dc-cur,dc-min,dc-max
  • 출력 예시
    • 출력되는 단위는 KiloBytes입니다. 

    • 압축 ratio는 (압축전 사이즈 / 압축후 사이즈)로 계산되기 때문에 가독성을 위해서 소수점 둘째 자리까지 출력됩니다. 

    • compress(cp), decompress(de), encypto(ec), decrypto(dc)의 Latency 단위는 microseconds입니다. 
      statistics 
      < 상세 모드 >
[root@c69-1 drbd.d]# drx-ctl st all -v
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
name           type tx  rx t-raw t-net r-raw r-net ratio cur  best  worst cp-avg   cp-cur cp-min   cp-max   ec-avg ec-cur ec-min ec-max dc-avg dc-cur dc-min dc-max de-avg   de-cur de-min   de-max   
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
r0-c69-2-c69-1 data 184 0  13660 6821  0     1     1.93  0.00 18.07 1.00  0.000098 0      0.000001 0.013818 0      0      0      0      0      0      0      0      0.000189 0      0.000001 0.002338 
r0-c69-2-c69-1 meta 0   0  
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 All connections : 2, Established : 2
[root@c69-1 drbd.d]#


< 사용자 출력 모드로 압축 항목만 출력 >
[root@c69-1 drbd.d]# drx-ctl st all -v --filter=name,type,ratio,cur,best,worst,cp-avg,cp-cur,cp-min,cp-max,dc-avg,dc-cur,dc-min,dc-max
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
name           type ratio cur  best  worst cp-avg   cp-cur   cp-min   cp-max   dc-avg dc-cur dc-min dc-max 
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
r0-c69-2-c69-1 data 1.91  1.94 18.07 1.00  0.000088 0.000139 0.000001 0.013818 0      0      0      0      
r0-c69-2-c69-1 meta 
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
 All connections : 2, Established : 2
[root@c69-1 drbd.d]#

    • 축약어 설명

      축약어설명축약어설명축약어설명
      txTX speedratiocompress average ratioecencrypto
      rxRX speedcurcompress current ratio dcdecrypto
      t-netTX-Network 전송 사이즈worstcompress worst ratio

      t-rawTX RAW 사이즈bestcompress best ratio

      r-netRX-Network 전송 사이즈cpcompress

      r-rawRX RAW 사이즈dedecompress

7.3. 최적화 절차

최적화는 DRX의 BAB를 적절한 크기로 조정하고 압축을 위한 압축 인자를 조절하는 과정입니다.

7.3.1 버퍼(BAB) 크기

DRBD 구성파일 내의 "proxy" 섹션에서 "memlimit"의 값으로 BAB의 크기를 설정합니다. 

proxy {
	memlimit 1G;
}


7.3.2 압축 종류 및 레벨

DRX에서 제공하는 압축 플러그인은 아래와 같습니다.

압축 종류
방식
압축률 설정 범위
ETC
IQAHW1~9Intel QAT HW 압축 전용 보드 설치 필요
ZLIBSW1~9-
LZ4SW1~9-
NONE--OFF

압축 플러그인을 설정하는 명령어는 아래와 같습니다. 

압축 타입명령출력 예시
IQAdrx-ctl set compress iqa [level] [connect name] 
set compress 
< 압축 플러그인을 IQA로 설정 >
[root@c73-qat-1 drbd.d]# drx-ctl set compress iqa 1 r0-c73-qat-2-c73-qat-1
r0-c73-qat-2-c73-qat-1: updated.
Result: 1 resource(s) updated.

[root@c73-qat-1 drbd.d]#
ZLIB drx-ctl set compress zlib [level] [connect name] 
set compress 
< 압축 플러그인을 ZLIB로 설정 >
[root@c73-qat-1 drbd.d]# drx-ctl set compress zlib 1 r0-c73-qat-2-c73-qat-1
r0-c73-qat-2-c73-qat-1: updated.
Result: 1 resource(s) updated.

[root@c73-qat-1 drbd.d]#
LZ4drx-ctl set compress lz4 [level] [connect name] 
set compress 
< 압축 플러그인을 LZ4로 설정 >
[root@c73-qat-1 drbd.d]# drx-ctl set compress lz4 1 r0-c73-qat-2-c73-qat-1
r0-c73-qat-2-c73-qat-1: updated.
Result: 1 resource(s) updated.

[root@c73-qat-1 drbd.d]#
NONEdrx-ctl set compress none 0 [connect name] 
set compress 
< 압축 플러그인을 OFF >
[root@c73-qat-1 drbd.d]# drx-ctl set compress none 0 r0-c73-qat-2-c73-qat-1
r0-c73-qat-2-c73-qat-1: updated.
Result: 1 resource(s) updated.

[root@c73-qat-1 drbd.d]#

7.3.3 패킷 Thread 

패킷 처리를 담당하는 Thread의 개수를 변경할 수 있습니다. 

Thread 개수는 설정 파일의 "process-thread-count"값으로 설정됩니다. 설정하지 않거나 "-1"로 설정하면 "auto"모드로 동작하며 CPU core개수의 1/2로 계산되어 입력됩니다. 

  • 성능에 미치는 영향에 대한 QA팀의 분석 자료

    • /wiki/spaces/QA/pages/819396836 

      압축 종류CPU Core 개수자동 계산된 thread 개수
      S/W Zlib Level 18 Core / 1GBps 4개
      H/W Zlib Level 116 Core / 2GBps8개
  • 명령어 
    process-thread-count 
    < 설정 >
[root@c73-qat-1 drbd.d]# drx-ctl set process-thread-count 10
Result: done.

[root@c73-qat-1 drbd.d]# 


< 설정 확인 > 
[root@c73-qat-1 drbd.d]# drx-ctl show all
...(생략)...
ip-verification=on
process-thread-count=10

[root@c73-qat-1 drbd.d]#


7.4. 기타

7.4.1 Linux Kernel Network Parameter

DRX 전용 어플라이언스의 경우 DRBD와 연동되는 로컬 복제 I/O 수신 구간에 대해 최적화를 수행할 수 있습니다. DRX는 기본적으로 응용주소 공간에서 버퍼링을 수행하도록 되어 있어서 DRBD와 직접적으로 연동되는 어플라이언스의 OS 커널의 수신성능에 따라 버퍼링 성능 차이가 있을 수 있습니다. 따라서 이 OS 커널 소켓의 수신버퍼를 조절하여 RX 수신 성능이 더욱 향상되도록 조절할 수 있습니다. OS 커널의 수신버퍼를 충분히 확보할 수 있도록 다음과 같은 내용을 OS 커널에 적용할 필요가 있습니다.

sysctl을 이용해서 값을 변경하는 것은 시스템이 crash될 위험 요소가 있다는 것을 인지해야 합니다. 

시스템에 무리한 값을 설정했을 경우 그 즉시 시스템이 멈출 수도 있기 때문에 충분한 테스트 후에 진행되야 합니다. 


  • TCP socket buffer size 변경
    • 테스트에 사용한 서버 : Appendix D. Appliance Configuration Guide의 서버
    • 참고 문서 링크 : https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/en/SSZTET_10.1/smpi01/smpi01_tysfbpjp.html
    • Default : 208KBytes


      [root@c73-qat-1 drbd.d]# sysctl -a | grep net.core.[rw]mem
net.core.rmem_default = 212992
net.core.rmem_max = 212992
net.core.wmem_default = 212992
net.core.wmem_max = 212992
[root@c73-qat-1 drbd.d]#
    • 수정 명령어 : max만 2 MBytes로 변경합니다.
      sysctl -w net.core.rmem_max="2097152"
sysctl -w net.core.wmem_max="2097152" 

      설정한 값은 절대 수치가 아니며 서버 및 네트워크 환경에 따라서 성능 결과가 다를수 있습니다. 





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