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update : 2009/08/31

 

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ディスクI/O帯域制御ドライバ dm-ioband

 

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ディスクI/O帯域制御ドライバ dm-ioband

じめに

dm-iobandは、LinuxでディスクI/Oの帯域制御を行うdevice-mapperのデバイスドライバです。パーティション、ユーザ、プロセス、仮想マシン等、様々な単位で帯域を制御することができます。本文書では、このdm-iobandを使ってRed Hat Enterprise Linux 5(以下、RHEL5)および CentOS 5の論理ボリュームの帯域制御を行う方法を紹介します。

dm-iobandの仕組み

dm-ioband解説 イメージ1dm-iobandは既存のブロックデバイスの上にdevice-mapperのデバイスをスタックして利用します。このデバイスに対して出されたI/O要求は、dm-iobandで帯域制御されてから下位のデバイスに渡されます。

帯域制御の方式は三種類あり、それぞれ、weightポリシー、weight-iosizeポリシー、range-bwポリシーと呼びます。ユーザはこの中から任意のポリシーを撰択して帯域制御を行います。各ポリシーの特徴は以下の通りです。

weightポリシー

 

パーティションやプロセスといった帯域を制御する単位毎にウエイトを割り当て、ウエイトの比率に従って帯域を分配します。例えばデバイスsda上に二つの論理ボリュームLogVol00とLogVol01があり、それぞれにデバイスioband00とioband01をスタックしてウエイトを60:40で割り当てた場合には、ioband00にはsdaの帯域の60%、ioband01にはsdaの帯域の40%が割り当てられることになります。

 

dm-ioband解説 イメージ1この時のdm-iobandの動作を説明します。
まず最初にdm-iobandは設定されたウエイトの比率に従って各デバイスにトークンを配ります。ここではioband00に60個、ioband01に40個のトークンを配ることとします。各デバイスはI/O要求を受け取ると、トークンが有る場合にはトークンを一つ減らして下位のデバイスにI/O要求を渡し、無い場合にはそのI/O要求をdm-ioband内に保留します。そして、

両方のデバイスのトークンが0になった。

一方のデバイスのトークンが0になり、かつもう一方のデバイスはI/O要求を受け取っていない。

という状態になると、dm-iobandは各デバイスにトークンを補充し、保留されていたI/O要求は下位のデバイスに渡されます。ioband00とioband01に対して常にI/O要求が出されている状態では、トークンが補充される間隔でioband00が60回、ioband01が40回のI/Oを行うことになります。従って、sdaの帯域がウエイトの比率に従って分配されることになります。

weight-iosizeポリシー

 

weightポリシーと同様にウエイトの比率に従って帯域を分配しますが、weightポリシーがI/O回数に基づいて帯域を分配するのに対して、weight-iosizeポリシーではI/Oサイズ(セクタ数)に基づいて帯域を分配します。dm-iobandの動作でweightポリシーと異なるのは、下位のデバイスにI/O要求を渡す時に、I/Oするセクタの数だけトークンを減らす点です。前述したweightポリシーの例に当てはめると、トークンが補充される間隔でioband00が60セクタ、ioband01が40セクタ分のI/Oを行うことになります。

range-bw ポリシー

 

パーティションやプロセスといった帯域を制御する単位毎に、帯域の保証値と制限値をKbytes/secで指定します。帯域は制限値を超えない範囲で保証値以上のスループットが維持できるように制御されます。

 

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