ApsaraDB RDS:一般的なESSDのI/Oアクセラレーション機能を使用する

背景情報

ディスクからメモリへのデータの読み出しおよびメモリ内のデータのディスクへの書き込みは、データベースシステムにおける一般的なI/O動作である。 ディスクI/O操作は、メモリ内操作よりも遅く、完了するまでに時間がかかります。 データベースシステムに大量の読み書き作業負荷が発生したり、頻繁な読み書き要求を処理する必要がある場合、ディスクI/Oがパフォーマンスのボトルネックになる可能性があります。

ApsaraDB RDSは、新しいストレージタイプである一般的なESSDを起動します。 一般的なESSDは、ESSDのすべての機能と互換性があり、3層ストレージアーキテクチャを使用してさまざまな種類のデータとキャッシュを階層的に管理、読み取り、書き込み、I/OバーストおよびI/Oアクセラレーション機能をサポートして、ApsaraDB RDSインスタンスのI/Oパフォーマンスを向上させます。

I/Oアクセラレーション

I/Oアクセラレーション機能の仕組み

一般的なESSDのI/Oアクセラレーション機能は、BPEを使用して、コストを増加させることなくESSDのパフォーマンスを向上させます。 I/Oアクセラレーション機能は、ホットデータとコールドデータの分離ストレージ機能を継承し、データページをキャッシュしてBPEにデータをウォームするためのInnoDBバッファプールのサイズを拡大します。 これにより、InnoDBは複数のストレージメディアを柔軟に使用してQPSを増やすことができます。

適用範囲

• RDSインスタンスはMySQLを実行します。

• RDSインスタンスは、MySQL 8.0と20230914以降のマイナーエンジンバージョンを実行します。

• RDSインスタンスは、RDS High-availability EditionまたはRDS Cluster Editionを実行します。

• RDSインスタンスのプロダクトタイプは標準です。

• RDSインスタンスは、汎用インスタンスタイプを使用します。

• RDSインスタンスは、次のいずれかのリージョンおよびゾーンにあります。 ApsaraDB RDSコンソールでサポートされているリージョンとゾーンを表示できます。

  リージョン	Zone
  中国 (成都)	ゾーンB
  中国 (北京)	ゾーンI
  中国 (上海)	ゾーンM
  	ゾーンN
  中国 (杭州)	ゾーンJ

  説明

  ApsaraDB RDS購入ページでI/Oアクセラレーション機能を有効にした後、[プライマリノードのゾーンとネットワーク] セクションで機能が利用可能かどうかを確認できます。

課金ルール

汎用インスタンスタイプを使用するRDSインスタンスに対して一般的なESSDのI/Oアクセラレーション機能を有効にした場合、この機能に対して課金されません。

使用上の注意

• I/Oアクセラレーション機能は、汎用インスタンスタイプを使用するRDSインスタンスに対して無料で提供されます。

• ビジネスデータはデータディスクに永続的に保存されます。 したがって、BPEでのデータ損失は、ビジネスデータおよびRDSインスタンスの通常の使用に影響を与えません。

• I/Oアクセラレーション機能の使用は、特定の量のメモリを占有します。 量は、buffer_pool_sizeパラメーターで指定されたメモリ量の4% に等しくなります。 buffer_pool_sizeパラメーターのデフォルト値に基づいて割り当てられるメモリの量は、自動的に4% 削減されます。 その後の操作でbuffer_pool_sizeパラメーターの値を変更する場合は、メモリ使用量の指標に基づいて値を変更できます。

• RDSインスタンスのI/Oアクセラレーション機能を有効または無効にすると、約30秒間のサービス中断が発生します。 オフピーク時には、この機能を有効または無効にすることを推奨します。

• RDSインスタンスのI/Oアクセラレーション機能を有効にすると、RDSインスタンスのパフォーマンスが大幅に向上します。 RDSインスタンスの仕様が高いほど、インスタンスのパフォーマンスが向上します。 たとえば、標準RDSインスタンスはRDS High-availability Editionを実行し、8コアと16 GBのメモリを提供する汎用インスタンスタイプを使用します。 この場合、RDSインスタンスのパフォーマンスを103% に向上させることができます。

• バッファプールは、ディスクI/O操作の数を効率的に減らし、RDSインスタンスのI/Oパフォーマンスを向上させます。 バッファプールのサイズは、メモリサイズによって異なります。 メモリリソースが不足している場合、バッファプールのサイズは制限されます。 これはI/Oパフォーマンスに影響します。

I/Oアクセラレーション機能の使用

パフォーマンステスト

テストの準備

• 方法: 同じインスタンスタイプを使用するRDSインスタンスで読み取りおよび書き込み操作を実行し、RDSインスタンスのI/Oアクセラレーション機能が有効になる前後のQPSパフォーマンスを比較します。

• データ量: 300 GB。

• ツール: Sysbench。 詳細については、「Sysbenchドキュメント」をご参照ください。

  説明

  事前にElastic Compute Service (ECS) インスタンスを作成します。 この例では、テストツールはECSインスタンスにインストールされています。 詳細については、「ECSコンソールを使用したECSインスタンスの作成と管理」をご参照ください。

• テストインスタンス: RDS High-availability Editionを実行し、汎用インスタンスタイプを使用する2つのRDSインスタンス。 一方のRDSインスタンスは4コアと8 GBのメモリを提供し、もう一方のRDSインスタンスは8コアと16 GBのメモリを提供します。 RDSインスタンスのI/Oアクセラレーション機能が有効になっています。

  RDSエディション	インスタンスタイプ	CPUコア数とメモリ容量
  RDS高可用性エディション	mysql.n2.large.xc	4 コア 8 GB
  RDS高可用性エディション	mysql.n2.xlarge.xc	8 コア 16 GB

テスト方法

このセクションでは、パフォーマンステストを実行するための例としてCentOSシステムを使用します。 Sysbenchを他のオペレーティングシステムにインストールする場合は、Sysbenchのドキュメントに記載されている手順に従ってください。

Sysbenchのインストール

次のコマンドを実行してSysbenchをインストールします。

git clone https://github.com/akopytov/sysbench.git
cd sysbench
git checkout 0.5

yum -y install make automake libtool pkgconfig libaio-devel
yum -y install mariadb-devel


./autogen.sh
./configure
make -j
make install
 

RDSインスタンスのQPSパフォーマンスのテスト

説明

次の表に、パフォーマンステストに関連するパラメーターを示します。

読み取りパフォーマンスのテストTest the read performance

1. 次のコマンドを実行して、1テーブルあたり40万行の30テーブルを含む300 GBのデータを生成します。

   sysbench oltp_read_only --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 prepare

2. 次のコマンドを実行して、RDSインスタンスの読み取りパフォーマンスをテストします。

   sysbench oltp_read_only --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 run

書き込みパフォーマンスのテストTest the write performance

1. 次のコマンドを実行して、1テーブルあたり40万行の30テーブルを含む300 GBのデータを生成します。

   sysbench oltp_write_only --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 prepare

2. 次のコマンドを実行して、RDSインスタンスの書き込みパフォーマンスをテストします。

   sysbench oltp_write_only --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 run

読み取りと書き込みのパフォーマンスをテストする

1. 次のコマンドを実行して、1テーブルあたり40万行の30テーブルを含む300 GBのデータを生成します。

   sysbench oltp_read_write --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 prepare

2. 次のコマンドを実行して、RDSインスタンスの読み書きパフォーマンスをテストします。

   sysbench oltp_read_write --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 run

テスト結果

• 次のリストは、RDS High-availability Editionを実行し、4コアと8 GBのメモリを提供する汎用インスタンスタイプを使用する標準RDSインスタンスのテスト結果を示しています。

  • 読み取りパフォーマンス: QPSパフォーマンスは、I/Oアクセラレーション機能を有効にする前後で基本的に同じです。

  • 書き込みパフォーマンス: I/Oアクセラレーション機能を有効にすると、QPSパフォーマンスは30% 向上します。

  • 読み書きのパフォーマンス: I/Oアクセラレーション機能を有効にすると、QPSのパフォーマンスは26% 向上します。

  

• 次のリストは、RDS High-availability Editionを実行し、8コアと16 GBのメモリを提供する汎用インスタンスタイプを使用する標準RDSインスタンスのテスト結果を示しています。

  • 読み取りパフォーマンス: I/Oアクセラレーション機能を有効にすると、QPSパフォーマンスは80% 向上します。

  • 書き込みパフォーマンス: I/Oアクセラレーション機能を有効にすると、QPSパフォーマンスは33% 向上します。

  • 読み書きのパフォーマンス: I/Oアクセラレーション機能を有効にすると、QPSのパフォーマンスは103% 向上します。

  

関連ドキュメント

• ApsaraDB RDS for MySQLインスタンスのストレージタイプをESSDから一般的なESSDに変更

• 一般的なESSDとは何ですか?

• 一般的なESSDのI/Oバースト機能の有効化と無効化