ZFS ARC thrashing 현상 대응 방법

카테고리

프로그래밍/소프트웨어 개발

서브카테고리

인프라/DevOps/보안

대상자

고성능 IO를 요구하는 데이터베이스 서버 및 ZFS 파일시스템 관리자

난이도: 중급

핵심 요약

• ARC 캐시 스래싱은 캐시 히트율 하락과 CPU iowait 20% 이상으로 성능 저하를 유발한다.
• ARC 크기 조절은 arc_max 설정을 통해 가능하며, 시스템 메모리의 1/2이 기본값이다.
• echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches 명령어는 비파괴적으로 캐시 강제 비우기를 수행한다.

섹션별 세부 요약

1. 캐시 스래싱 현상 이해

• 캐시 스래싱은 반복적인 캐시 미스로 인해 기존 아이템 제거 및 새 아이템 적재로 성능 저하가 발생한다.
• ZFS ARC는 고성능 IO 서버에서 주로 사용되며, 스래싱은 서비스 장애로 이어질 수 있다.
• CPU iowait 20% 이상, arc_prune/arc_evict 스레드 CPU 사용률 90% 이상은 스래싱 의심 지표이다.

2. 캐시 스래싱 대응 방법

• echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches 명령어는 캐시 강제 비우기를 수행하며, 데이터 손실 없이 작동한다.
• ARC 크기 조절은 arc_max 설정을 통해 리눅스: 시스템 메모리의 1/2, FreeBSD: max(시스템 메모리 - 1GB, 5/8 * 시스템 메모리)로 정의된다.
• ARC 경쟁 문제 해결을 위해 서버 메모리 확장이 필요하며, OOM 리스크를 피하기 위해는 스케일업이 유일한 선택이다.

3. ARC 설정 및 최적화

• ARC의 메모리 사용률은 FreeBSD에서 32G 메모리 시 96% 이상 사용될 수 있어, 기타 애플리케이션과의 경쟁이 발생할 수 있다.
• 공식 문서 권장사항은 ARC가 다른 애플리케이션과 경쟁할 경우 줄이고, ZFS가 주요 애플리케이션인 경우 늘린다.
• OOM 리스크를 감수하지 않는 경우는 메모리 확장(스케일업)이 필요하다.

결론

• *ARC 캐시 스래싱은 고성능 IO 서버에서의 성능 저하를 유발하며, drop_caches 명령어와 arc_max 설정 조절을 통해 대응할 수 있다. OOM 리스크를 피하기 위해 메모리 확장이 필수적이며, ARC의 메모리 사용량을 적절히 관리**해야 한다.