無(wú)論是程序員，DBA還是網(wǎng)管，似乎所有的ITer都會(huì )遭遇同一問(wèn)題：性能優(yōu)化。NAS從業(yè)者也不例外，而且NAS的問(wèn)題更加棘手，因為它所涉及的協(xié)議和設備很多。本系列博文將從共享協(xié)議入手，再到網(wǎng)絡(luò )，最后到NAS服務(wù)器本身，逐層分析NAS性能的影響因素。
NAS的共享協(xié)議，就是之前介紹過(guò)的NFS和CIFS。他們的讀寫(xiě)方式總體相似，但是細節處又有不同。我們先來(lái)看CIFS(SMB)的工作方式。
當我們在Windows Explorer上打開(kāi)一個(gè)128KB的文件時(shí)，底層的讀操作是這樣的：
1. 客戶(hù)端：我想讀某文件。
2. NAS: 你有權限，讀吧。
3. 客戶(hù)端：先讀64KB。
4. NAS：給你64KB。
5. 客戶(hù)端：再讀接下來(lái)的64KB。
6. NAS：給你64KB。
如果這個(gè)文件不只128KB，5和6就不斷重復，直至整個(gè)文件讀完。在這個(gè)過(guò)程中，影響性能的因素有：
1. 客戶(hù)端總是在收到上一個(gè)讀請求的回復后，再發(fā)送下一個(gè)請求。這其實(shí)是一種低效率的工作方式。就像某人今晚想吃肯德基的雞翅和漢堡，他先叫雞翅外賣(mài)，等雞翅送達后，再叫漢堡外賣(mài)。合理的方式是雞翅和漢堡外賣(mài)一起叫。在讀文件時(shí)體現為：
1. 客戶(hù)端：我想讀某文件。
2. NAS: 你有權限，讀吧。
3. 客戶(hù)端：先讀64KB。
4. 客戶(hù)端：再讀接下來(lái)的64KB。
5. NAS：給你64KB。
6. NAS：給你64KB。
由于3和4(兩個(gè)請求),以及5和6(兩個(gè)回復)可以接連發(fā)送，所以節省了往返時(shí)間(如下圖所示)。SMB2的讀操作就是以這種方式工作的。為了優(yōu)化性能，建議把Windows客戶(hù)端升級到Windows Vista或以上，然后啟用SMB2。
2. 客戶(hù)端每次讀的數據大小，也會(huì )影響到性能。在上面的例子中客戶(hù)端每次讀64KB，是一個(gè)比較好的數值。如果讀的值特別小(比如4KB)，會(huì )增加讀操作和往返次數，從而影響性能。這個(gè)值的大小是由客戶(hù)端和服務(wù)器協(xié)商決定的?？蛻?hù)端上完全取決于應用程序，服務(wù)器上一般有設置選項。比如Windows服務(wù)器提供了SizReqBuf這個(gè)注冊表鍵值供用戶(hù)設置。
3. 另外一個(gè)性能影響因素是服務(wù)器的響應時(shí)間。對于讀操作，最常用的優(yōu)化方式是啟用“prefetch”。即服務(wù)器在回復了前一個(gè)讀請求后，立即把接下來(lái)的數據從硬盤(pán)中讀出，等著(zhù)回復下一個(gè)請求。
CIFS的寫(xiě)操作和讀操作方式相似，對于相同點(diǎn)就不再贅述。不同點(diǎn)主要體現在響應時(shí)間的優(yōu)化方式上。服務(wù)器為了優(yōu)化寫(xiě)操作的響應時(shí)間，一般采用write cache的方式。也就是服務(wù)器先把客戶(hù)端寫(xiě)過(guò)來(lái)的數據存在cache里，然后向客戶(hù)端確認。接下來(lái)再慢慢把cache里的數據刷進(jìn)磁盤(pán)。當然這種方式存在一定的風(fēng)險，如果服務(wù)器突然斷電，cache里的數據就會(huì )丟失?？蛻?hù)端的應用程序可以啟用write throuth來(lái)避免write cache。
下面，我們再看看NFS的工作方式。
和CIFS不同，NFS共享在使用前需要掛載(mount)。掛載時(shí)使用的參數很大程度上影響了讀寫(xiě)的性能。列舉如下：
1. UDP或TCP：在網(wǎng)絡(luò )非常穩定的情況下，UDP理論上比TCP性能好一點(diǎn)，因為UDP包在協(xié)議上的消費比例低。但是如果有網(wǎng)絡(luò )包丟失，TCP就顯示出優(yōu)勢。因為UDP包丟失時(shí)，整個(gè)讀/寫(xiě)操作的所有包都要重傳;而TCP包丟失時(shí)，只需重傳丟失的那個(gè)包即可。
2. rsize和wsize，每次讀寫(xiě)的最大值。該值對性能的影響和CIFS的第二點(diǎn)是一樣的，所以不再贅述。
3. sync和async，sync意味著(zhù)服務(wù)器需要把數據寫(xiě)到磁盤(pán)再確認;async則意味著(zhù)服務(wù)器可以把數據存到cache里就確認，然后再慢慢把cache里的數據刷進(jìn)磁盤(pán)。有一個(gè)經(jīng)常被忽視的嚴重問(wèn)題：sync參數會(huì )強制wsize變成4KB，這會(huì )大大降低寫(xiě)性能。
本文介紹的幾種優(yōu)化方式，比如啟用SMB2，增加rsize等，除了它們本身能優(yōu)化性能，還能提高傳輸層的性能，我們將在下一篇博文中詳細介紹這一點(diǎn)。
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