Storage Foundation Cluster File System High Availability 7.4 管理者ガイド - Linux

I/O 頻度とアクセス頻度の計算

VxFS SmartTier の重要なアプリケーションには、非アクティブファイルの安価なストレージへの自動再配置があります。ファイルシステムのスキャンでは、<ACCAGE> 要素に指定された期間にアクセスのなかったファイルが、下位階層のストレージに再配置されるようにスケジュールされます。ただし、最後のアクセスからの時間だけでは、負荷ベースの再配置基準としては不十分です。

SmartTier は、このような不足を克服するため I/O 頻度とアクセス頻度の概念を実装します。ファイルの I/O 頻度は、指定期間中のファイルへの（またはファイルからの）転送バイト数をファイルサイズで割った値です。 たとえば、fsppadm enforce 操作時に、1 MB のストレージを占有するファイルがあり、そのデータに対して過去 3 日間に 15 回完全な読み取りまたは書き込みが行われた場合、VxFS はそのファイルの 3 日間の平均 I/O 頻度を 5 と計算します（15 MB I/O ÷ 1 MB ファイルサイズ ÷ 3 日）。

同様に、ファイルの平均アクセス頻度とは、指定した期間数 x 24 時間におけるファイルに対する読み取りまたは書き込みの要求数を、指定した期間数で割った値です。I/O 頻度とは異なり、アクセス頻度はファイルサイズに関係しません。2 日間で 20 回の I/O 要求があった大容量ファイルと 2 日間で 20 回のアクセスがあった小容量ファイルの平均アクセス頻度は同じです。

ファイルシステムのアクティブな配置ポリシーに <IOTEMP> または <ACCESSTEMP> 節が記述されている場合、VxFS はポリシーの実施を開始し、ファイルシステムの FCL ファイルの情報を使って、ファイルシステムの全ファイルに対する平均 I/O 負荷を計算します。計算の対象期間は、ポリシーに指定した最長の <PERIOD> です。これよりも短い期間の指定は無視されます。VxFS はこれらの計算結果を使って、I/O 頻度ベースの再配置または削除の対象ファイルを決定します。

Veritas File System ファイルの変更ログファイルについてを参照してください。

FCL（File Change Log）は、名前が意味するとおり、VxFS ファイルシステム内でのファイルに対する変更情報を記録します。作成、削除、拡張を記録する他に、FCL はファイル別に I/O 負荷（読み取りと書き込みのバイト数）の累積量を定期的に取得します。ファイルの I/O 負荷は、ファイルが開かれるまたは閉じられるたびに FCL に記録されます。さらに、定期的な間隔で長い期間開かれたままになっているファイルの情報が取得されます。

ファイルシステムのアクティブなファイル配置ポリシーに <IOTEMP> 節がある場合、fsppadm enforce コマンドの実行で、FCL のスキャンが開始され、ポリシーで指定された所定の期間の I/O 負荷情報が抽出されます。所定の期間とは、fsppadm enforce コマンドの発行時間と、その時間からアクティブなポリシーの <PERIOD> 要素に指定された最長の間隔値を引いた時間との間です。

最長間隔の期間に I/O 負荷のあったファイルに対し、VxFS は読み取り処理、書き込み処理、合計データ転送（両方の合計）処理の量を概算で求めます。これは、ファイルに保持された最も新しい FCL レコードの I/O レベルから、最も古いものを引いた値です。次に、各ファイルの I/O 負荷を Tscan 時のファイルサイズで割って、各ファイルの I/O 頻度を計算します。ファイルサイズで割ることは、大容量ファイルの再配置は小容量ファイルの再配置よりも多くの I/O リソースを消費することを勘案しています。このアルゴリズムを使う場合、大容量ファイルが所定の I/O 頻度に達するにはより多くのアクティビティが必要となるため、再配置のリソースコストが正当化されます。

この計算結果はいくつかの方法による概算ですが、容易に計算できます。またさらに重要なことは、最近の I/O 負荷の偏たりのない相対的な算出値であるということで、これを基に適切な再配置を決定できます。

ファイルの再配置と削除は、読み取り、書き込み、合計 I/O 負荷のいずれかを基に決定できます。

次の XML の抜粋は、ポリシールールに IOTEMP を記述して、アクティビティが少ないファイルを tier1 から tier2 ボリュームに再配置する例です。

 <RELOCATE>
   <FROM>
     <SOURCE>
       <CLASS>tier1</CLASS>
     </SOURCE>
   </FROM>
   <TO>
     <DESTINATION>
       <CLASS>tier2</CLASS>
     </DESTINATION>
   </TO>
   <WHEN>
     <IOTEMP Type="nrwbytes}">
       <MAX Flags="lt">3</MAX>
       <PERIOD Units="days">4</PERIOD>
     </IOTEMP>
   </WHEN>
 </RELOCATE>

この例では、ルールが適用されたファイルで 4 日間の I/O 頻度が 3 未満のものは tier1 から tier2 ボリュームに再配置されます。 Type="nrwbytes}" XML 属性を指定すると、合計データ転送処理（読み取りと書き込みの合計バイト数）が計算に使われます。たとえば、fsppadm enforce スキャン直前の 4 日間に、150 MB 未満のデータ転送を行った 50 MB のファイルは再配置対象となります。 VxFS は、所定の期間にアクティビティのなかったファイルは I/O 頻度がゼロであるとみなします。VxFS は、ファイルシステムのディレクトリツリーをスキャンする時に見つけた対象ファイルの順番で再配置を行います。

I/O 頻度またはアクセス頻度を使うと、POSIX atime または mtime などのアクティビティのバイナリ指標を使うよりも、所定の期間に偶然にアクセスされただけのファイルを再配置しない機会を少なくすることができます。ファイルへの（またはファイルからの）転送バイト数が少量しかない大容量ファイルの I/O 頻度は低い値です。したがってこのようなファイルは、直近にアクティビティがあったとしても、tier2 ボリュームへの再配置対象となります。

ただし、ファイル再配置基準としての I/O 頻度またはアクセス頻度が高い値になれば、上方再配置の対象となります。つまり、以前にアクティブになっていないか低頻度のためにストレージ階層の下位に再配置されていたファイルは、そのファイルに対する I/O 負荷レベルの上昇が検出されると、ストレージ階層の上位に再配置されます。

次の XML の抜粋は、アクティビティレベルが上昇したファイルを tier2 から tier1 ボリュームに再配置する例です。

 <RELOCATE>
   <FROM>
     <SOURCE>
       <CLASS>tier2</CLASS>
     </SOURCE>
   </FROM>
   <TO>
     <DESTINATION>
       <CLASS>tier1</CLASS>
     </DESTINATION>
   </TO>
   <WHEN>
     <IOTEMP Type="nrbytes">
       <MAX Flags="gt">5</MAX>
       <PERIOD Units="days">2</PERIOD>
     </IOTEMP>
   </WHEN>
 </RELOCATE>

<RELOCATE> 文には、tier2 ボリュームのファイルで、2 日間の読み取りバイト数を使って計算された I/O 頻度が 5 より大きなものは、tier1 ボリュームに再配置されるように指定されています。所定の期間におけるこのファイルへの書き込みバイト数は、この計算では使われません。

アクティビティのバイナリ指標ではなく I/O 頻度をファイル再配置基準として使うことで、管理者は細かいレベルで自動ファイル再配置を制御でき、これを使ってポリシーをアプリケーションの必要条件に合わせることができます。たとえば、上方再配置文の <PERIOD> 要素に大きな値を指定すれば、ファイルに対する持続的な I/O 負荷がないかぎり、ファイルが再配置されることはありません。代わりに、高い頻度と短い期間を指定すれば、短期間に I/O 負荷の集中したファイルが再配置されるようになります。

I/O 頻度とアクセス頻度は、i ノードでインデックス付けされた一時テーブル作成のために sqlite3 データベースを活用します。この一時テーブルを使って、I/O 頻度とアクセス頻度を基にしたファイルのフィルタ処理を行います。一時テーブルは、マウントポイントの lost+found ディレクトリにあるデータベースファイル .__fsppadm_fcliotemp.db に格納されています。