使用 PowerShell 和儲存空間直接存取效能歷程記錄編寫腳本

發行項
10/06/2023

適用於︰Windows Server 2022、Windows Server 2019

在 Windows Server 2019 中，儲存空間直接存取記錄並儲存虛擬機器、伺服器、磁片磁碟機、磁片區、網路介面卡等的廣泛效能歷程記錄。效能歷程記錄很容易在 PowerShell 中查詢和處理，因此您可以快速地從 原始資料 移至 實際解答 ，例如：

上周是否有任何 CPU 尖峰？
是否有任何實體磁片表現出異常延遲？
哪些 VM 目前會耗用最多的儲存體 IOPS？
我的網路頻寬是否飽和？
此磁片區何時會用盡可用空間？
在過去一個月中，哪些 VM 使用最多的記憶體？

Cmdlet Get-ClusterPerf 是針對腳本所建置。它接受類似 Get-VM 或 Get-PhysicalDisk 管線的 Cmdlet 輸入來處理關聯，而且您可以將輸出管線傳送至、 Where-Object 等 Sort-Object 公用程式 Cmdlet，並 Measure-Object 快速撰寫功能強大的查詢。

本主題提供並說明 6 個回答上述 6 個問題的範例腳本。 這些模式可讓您套用到尋找尖峰、尋找平均值、繪製趨勢線、執行極端值偵測等各種資料和時間範圍。它們會以免費入門程式碼的形式提供，讓您複製、擴充和重複使用。

注意

為了簡潔起見，範例腳本會省略您可能預期高品質 PowerShell 程式碼的錯誤處理等事項。它們主要是用於靈感和教育，而不是生產用途。

範例 1：CPU，我看見你！

此範例會 ClusterNode.Cpu.Usage 使用時間範圍中的 LastWeek 數列來顯示叢集中每部伺服器的最大（「高水位線」）、最小和平均 CPU 使用量。它也會進行簡單的四分位數分析，以顯示過去 8 天內 CPU 使用量超過 25%、50% 和 75% 的時數。

螢幕擷取畫面

在下列螢幕擷取畫面中，我們看到 Server-02 上周出現無法解釋的尖峰：

Screenshot that shows that Server-02 had an unexplained spike last week.

運作方式

從 Get-ClusterPerf 管道順利輸出到內 Measure-Object 建 Cmdlet 中，我們只指定 Value 屬性。透過它的 -Maximum 、 -Minimum 和 -Average 旗標， Measure-Object 我們幾乎免費提供前三個數據行。若要進行四分位數分析，我們可以使用管線傳送至 Where-Object 和計算有多少值 -Gt （大於） 25、50 或 75。最後一個步驟是美化和 Format-HoursFormat-Percent 協助程式函式 – 當然是選擇性的。

指令碼

以下是腳本：

Function Format-Hours {
    Param (
        $RawValue
    )
    # Weekly timeframe has frequency 15 minutes = 4 points per hour
    [Math]::Round($RawValue/4)
}

Function Format-Percent {
    Param (
        $RawValue
    )
    [String][Math]::Round($RawValue) + " " + "%"
}

$Output = Get-ClusterNode | ForEach-Object {
    $Data = $_ | Get-ClusterPerf -ClusterNodeSeriesName "ClusterNode.Cpu.Usage" -TimeFrame "LastWeek"

    $Measure = $Data | Measure-Object -Property Value -Minimum -Maximum -Average
    $Min = $Measure.Minimum
    $Max = $Measure.Maximum
    $Avg = $Measure.Average

    [PsCustomObject]@{
        "ClusterNode"    = $_.Name
        "MinCpuObserved" = Format-Percent $Min
        "MaxCpuObserved" = Format-Percent $Max
        "AvgCpuObserved" = Format-Percent $Avg
        "HrsOver25%"     = Format-Hours ($Data | Where-Object Value -Gt 25).Length
        "HrsOver50%"     = Format-Hours ($Data | Where-Object Value -Gt 50).Length
        "HrsOver75%"     = Format-Hours ($Data | Where-Object Value -Gt 75).Length
    }
}

$Output | Sort-Object ClusterNode | Format-Table

範例 2：引發、引發、延遲極端值

此範例會 PhysicalDisk.Latency.Average 使用時間範圍中的 LastHour 數列來尋找統計極端值，定義為每小時平均延遲超過 +3σ（三個標準差）高於母體平均值的磁片磁碟機。

重要

為了簡潔起見，此腳本不會針對低變異數實作保護，不會處理部分遺漏的資料，也不會區分模型或韌體等。請練習良好的判斷，不要只依賴此腳本來判斷是否要更換硬碟。這裡僅供教育之用。

螢幕擷取畫面

在下列螢幕擷取畫面中，我們看到沒有極端值：

Screenshot that shows there are no outliers.

運作方式

首先，我們會檢查是否 PhysicalDisk.Iops.Total 一致 -Gt 1 地排除閒置或幾乎閒置的磁片磁碟機。針對每個作用中的 HDD，我們會使用管線傳送時間 LastHour 範圍，其時間範圍由 10 秒間隔的 360 個測量組成，以 Measure-Object -Average 取得其過去一小時內的平均延遲。這會設定我們的人口。

我們會實作廣為人知的公式，以找出母體的平均 μ 和標準差 σ 。對於每個作用中的 HDD，我們會比較其平均延遲與母體平均，並除以標準差。我們會保留原始值，因此我們可以 Sort-Object 取得結果，但使用 Format-Latency 和 Format-StandardDeviation 協助程式函式來美化我們將顯示的內容 – 當然是選擇性的。

如果有任何磁片磁碟機超過 +3σ，我們會 Write-Host 以紅色表示;如果不是，則以綠色表示。

指令碼

以下是腳本：

Function Format-Latency {
    Param (
        $RawValue
    )
    $i = 0 ; $Labels = ("s", "ms", "μs", "ns") # Petabits, just in case!
    Do { $RawValue *= 1000 ; $i++ } While ( $RawValue -Lt 1 )
    # Return
    [String][Math]::Round($RawValue, 2) + " " + $Labels[$i]
}

Function Format-StandardDeviation {
    Param (
        $RawValue
    )
    If ($RawValue -Gt 0) {
        $Sign = "+"
    }
    Else {
        $Sign = "-"
    }
    # Return
    $Sign + [String][Math]::Round([Math]::Abs($RawValue), 2) + "σ"
}

$HDD = Get-StorageSubSystem Cluster* | Get-PhysicalDisk | Where-Object MediaType -Eq HDD

$Output = $HDD | ForEach-Object {

    $Iops = $_ | Get-ClusterPerf -PhysicalDiskSeriesName "PhysicalDisk.Iops.Total" -TimeFrame "LastHour"
    $AvgIops = ($Iops | Measure-Object -Property Value -Average).Average

    If ($AvgIops -Gt 1) { # Exclude idle or nearly idle drives

        $Latency = $_ | Get-ClusterPerf -PhysicalDiskSeriesName "PhysicalDisk.Latency.Average" -TimeFrame "LastHour"
        $AvgLatency = ($Latency | Measure-Object -Property Value -Average).Average

        [PsCustomObject]@{
            "FriendlyName"  = $_.FriendlyName
            "SerialNumber"  = $_.SerialNumber
            "MediaType"     = $_.MediaType
            "AvgLatencyPopulation" = $null # Set below
            "AvgLatencyThisHDD"    = Format-Latency $AvgLatency
            "RawAvgLatencyThisHDD" = $AvgLatency
            "Deviation"            = $null # Set below
            "RawDeviation"         = $null # Set below
        }
    }
}

If ($Output.Length -Ge 3) { # Minimum population requirement

    # Find mean μ and standard deviation σ
    $μ = ($Output | Measure-Object -Property RawAvgLatencyThisHDD -Average).Average
    $d = $Output | ForEach-Object { ($_.RawAvgLatencyThisHDD - $μ) * ($_.RawAvgLatencyThisHDD - $μ) }
    $σ = [Math]::Sqrt(($d | Measure-Object -Sum).Sum / $Output.Length)

    $FoundOutlier = $False

    $Output | ForEach-Object {
        $Deviation = ($_.RawAvgLatencyThisHDD - $μ) / $σ
        $_.AvgLatencyPopulation = Format-Latency $μ
        $_.Deviation = Format-StandardDeviation $Deviation
        $_.RawDeviation = $Deviation
        # If distribution is Normal, expect >99% within 3σ
        If ($Deviation -Gt 3) {
            $FoundOutlier = $True
        }
    }

    If ($FoundOutlier) {
        Write-Host -BackgroundColor Black -ForegroundColor Red "Oh no! There's an HDD significantly slower than the others."
    }
    Else {
        Write-Host -BackgroundColor Black -ForegroundColor Green "Good news! No outlier found."
    }

    $Output | Sort-Object RawDeviation -Descending | Format-Table FriendlyName, SerialNumber, MediaType, AvgLatencyPopulation, AvgLatencyThisHDD, Deviation

}
Else {
    Write-Warning "There aren't enough active drives to look for outliers right now."
}

範例 3：嘈雜的鄰居？這就是寫的！

效能歷程記錄也可以回答有關目前 的問題 。每 10 秒即可即時取得新的度量。此範例會 VHD.Iops.Total 從 MostRecent 時間範圍使用數列來識別最忙碌的虛擬機器，其中有些虛擬機器會耗用叢集中每個主機的最大儲存體 IOPS，並顯示其活動的讀取/寫入明細。

螢幕擷取畫面

在下列螢幕擷取畫面中，我們依儲存體活動看到前 10 部虛擬機器：

Screenshot that shows the Top 10 virtual machines by storage activity.

運作方式

與不同的 Get-PhysicalDisk 是 Get-VM ，Cmdlet 不是叢集感知，它只會傳回本機伺服器上的 VM。若要平行查詢每個伺服器，我們會在中 Invoke-Command (Get-ClusterNode).Name { ... } 包裝呼叫。針對每個 VM，我們會取得 VHD.Iops.Total 、 VHD.Iops.Read 和 VHD.Iops.Write 度量。如果未指定 -TimeFrame 參數，我們會取得 MostRecent 每個資料點的單一資料點。

提示

這些系列會反映此 VM 活動的所有 VHD/VHDX 檔案的總和。這是自動匯總效能歷程記錄的範例。若要取得每個 VHD/VHDX 明細，您可以將個人 Get-VHD 管線傳送到 Get-ClusterPerf ，而不是 VM。

每部伺服器的結果會以的形式結合在一起 $Output ， Sort-Object 我們可以和之後 Select-Object -First 10 。請注意， Invoke-Command 使用屬性來裝飾結果 PsComputerName ，指出其來自何處，我們可以列印以知道 VM 的執行位置。

指令碼

以下是腳本：

$Output = Invoke-Command (Get-ClusterNode).Name {
    Function Format-Iops {
        Param (
            $RawValue
        )
        $i = 0 ; $Labels = (" ", "K", "M", "B", "T") # Thousands, millions, billions, trillions...
        Do { if($RawValue -Gt 1000){$RawValue /= 1000 ; $i++ } } While ( $RawValue -Gt 1000 )
        # Return
        [String][Math]::Round($RawValue) + " " + $Labels[$i]
    }

    Get-VM | ForEach-Object {
        $IopsTotal = $_ | Get-ClusterPerf -VMSeriesName "VHD.Iops.Total"
        $IopsRead  = $_ | Get-ClusterPerf -VMSeriesName "VHD.Iops.Read"
        $IopsWrite = $_ | Get-ClusterPerf -VMSeriesName "VHD.Iops.Write"
        [PsCustomObject]@{
            "VM" = $_.Name
            "IopsTotal" = Format-Iops $IopsTotal.Value
            "IopsRead"  = Format-Iops $IopsRead.Value
            "IopsWrite" = Format-Iops $IopsWrite.Value
            "RawIopsTotal" = $IopsTotal.Value # For sorting...
        }
    }
}

$Output | Sort-Object RawIopsTotal -Descending | Select-Object -First 10 | Format-Table PsComputerName, VM, IopsTotal, IopsRead, IopsWrite

範例 4：正如他們所說，「25 gig 是新的 10 gig」

此範例會 NetAdapter.Bandwidth.Total 使用時間範圍中的 LastDay 數列來尋找網路飽和的跡象，定義為 > 理論最大頻寬的 90%。對於叢集中的每個網路介面卡，它會比較過去一天觀察到的最高頻寬使用量與其所陳述的連結速度。

螢幕擷取畫面

在下列螢幕擷取畫面中，我們看到前一天有一個 Fabrikam NX-4 Pro #2 達到尖峰：

Screenshot that shows that Fabrikam NX-4 Pro #2 peaked in the last day.

運作方式

我們會在每個伺服器上重複上述 Invoke-Command 的技巧， Get-NetAdapter 並將管線傳送至 Get-ClusterPerf 。一路上，我們會擷取兩個相關屬性：其 LinkSpeed 字串，例如「10 Gbps」，以及其原始 Speed 整數，例如 10000000000。我們用來 Measure-Object 從最後一天取得平均值和尖峰（提醒：時間範圍中的每個 LastDay 測量都代表 5 分鐘），並將每個位元組乘以 8 位，以取得蘋果對蘋果的比較。

注意

某些廠商，如 Chelsio，在其網路介面卡 效能計數器中包含 遠端直接記憶體存取（RDMA）活動，因此包含在系列中 NetAdapter.Bandwidth.Total 。其他人，如梅蘭諾克斯，可能不會。如果您的廠商不這樣做，只要在此腳本版本中新增 NetAdapter.Bandwidth.RDMA.Total 數列即可。

指令碼

以下是腳本：

$Output = Invoke-Command (Get-ClusterNode).Name {

    Function Format-BitsPerSec {
        Param (
            $RawValue
        )
        $i = 0 ; $Labels = ("bps", "kbps", "Mbps", "Gbps", "Tbps", "Pbps") # Petabits, just in case!
        Do { $RawValue /= 1000 ; $i++ } While ( $RawValue -Gt 1000 )
        # Return
        [String][Math]::Round($RawValue) + " " + $Labels[$i]
    }

    Get-NetAdapter | ForEach-Object {

        $Inbound = $_ | Get-ClusterPerf -NetAdapterSeriesName "NetAdapter.Bandwidth.Inbound" -TimeFrame "LastDay"
        $Outbound = $_ | Get-ClusterPerf -NetAdapterSeriesName "NetAdapter.Bandwidth.Outbound" -TimeFrame "LastDay"

        If ($Inbound -Or $Outbound) {

            $InterfaceDescription = $_.InterfaceDescription
            $LinkSpeed = $_.LinkSpeed

            $MeasureInbound = $Inbound | Measure-Object -Property Value -Maximum
            $MaxInbound = $MeasureInbound.Maximum * 8 # Multiply to bits/sec

            $MeasureOutbound = $Outbound | Measure-Object -Property Value -Maximum
            $MaxOutbound = $MeasureOutbound.Maximum * 8 # Multiply to bits/sec

            $Saturated = $False

            # Speed property is Int, e.g. 10000000000
            If (($MaxInbound -Gt (0.90 * $_.Speed)) -Or ($MaxOutbound -Gt (0.90 * $_.Speed))) {
                $Saturated = $True
                Write-Warning "In the last day, adapter '$InterfaceDescription' on server '$Env:ComputerName' exceeded 90% of its '$LinkSpeed' theoretical maximum bandwidth. In general, network saturation leads to higher latency and diminished reliability. Not good!"
            }

            [PsCustomObject]@{
                "NetAdapter"  = $InterfaceDescription
                "LinkSpeed"   = $LinkSpeed
                "MaxInbound"  = Format-BitsPerSec $MaxInbound
                "MaxOutbound" = Format-BitsPerSec $MaxOutbound
                "Saturated"   = $Saturated
            }
        }
    }
}

$Output | Sort-Object PsComputerName, InterfaceDescription | Format-Table PsComputerName, NetAdapter, LinkSpeed, MaxInbound, MaxOutbound, Saturated

範例 5：再次讓儲存體變得時尚！

若要查看宏趨勢，效能歷程記錄會保留最多 1 年。此範例會 Volume.Size.Available 使用時間範圍中的 LastYear 數列來判斷儲存體填滿的速率，並估計何時會滿。

螢幕擷取畫面

在下列螢幕擷取畫面中，我們看到備份磁片區每天新增約 15 GB：

Screenshot that shows that the Backup volume is adding about 15 GB per day.

以這個速度，它將在另一個42天內達到其容量。

運作方式

時間 LastYear 範圍每天有一個資料點。雖然您只需要兩個點才能符合趨勢線，但實際上最好需要更多點，例如 14 天。我們用來 Select-Object -Last 14 為範圍 [1， 14] 中的 x 設定 x 的陣列 （x， y） 點 。透過這些點，我們實作簡單的線性最小平方演算法來尋找 $A ，並將 $B 最符合 y = ax + b 的線條參數化。歡迎再次上高中。

將磁片 SizeRemaining 區的屬性除以趨勢（斜率 $A ）可讓我們粗略估計儲存成長率的天數，直到磁片區滿為止。 Format-Bytes、 Format-Trend 和 Format-Days 協助程式函式會美化輸出。

重要

此估計值是線性的，且僅以最近的 14 天測量為基礎。更複雜且精確的技術存在。請執行良好的判斷，不要只依賴此腳本來判斷是否要投資擴充您的儲存體。這裡僅供教育之用。

指令碼

以下是腳本：


Function Format-Bytes {
    Param (
        $RawValue
    )
    $i = 0 ; $Labels = ("B", "KB", "MB", "GB", "TB", "PB", "EB", "ZB", "YB")
    Do { $RawValue /= 1024 ; $i++ } While ( $RawValue -Gt 1024 )
    # Return
    [String][Math]::Round($RawValue) + " " + $Labels[$i]
}

Function Format-Trend {
    Param (
        $RawValue
    )
    If ($RawValue -Eq 0) {
        "0"
    }
    Else {
        If ($RawValue -Gt 0) {
            $Sign = "+"
        }
        Else {
            $Sign = "-"
        }
        # Return
        $Sign + $(Format-Bytes ([Math]::Abs($RawValue))) + "/day"
    }
}

Function Format-Days {
    Param (
        $RawValue
    )
    [Math]::Round($RawValue)
}

$CSV = Get-Volume | Where-Object FileSystem -Like "*CSV*"

$Output = $CSV | ForEach-Object {

    $N = 14 # Require 14 days of history

    $Data = $_ | Get-ClusterPerf -VolumeSeriesName "Volume.Size.Available" -TimeFrame "LastYear" | Sort-Object Time | Select-Object -Last $N

    If ($Data.Length -Ge $N) {

        # Last N days as (x, y) points
        $PointsXY = @()
        1..$N | ForEach-Object {
            $PointsXY += [PsCustomObject]@{ "X" = $_ ; "Y" = $Data[$_-1].Value }
        }

        # Linear (y = ax + b) least squares algorithm
        $MeanX = ($PointsXY | Measure-Object -Property X -Average).Average
        $MeanY = ($PointsXY | Measure-Object -Property Y -Average).Average
        $XX = $PointsXY | ForEach-Object { $_.X * $_.X }
        $XY = $PointsXY | ForEach-Object { $_.X * $_.Y }
        $SSXX = ($XX | Measure-Object -Sum).Sum - $N * $MeanX * $MeanX
        $SSXY = ($XY | Measure-Object -Sum).Sum - $N * $MeanX * $MeanY
        $A = ($SSXY / $SSXX)
        $B = ($MeanY - $A * $MeanX)
        $RawTrend = -$A # Flip to get daily increase in Used (vs decrease in Remaining)
        $Trend = Format-Trend $RawTrend

        If ($RawTrend -Gt 0) {
            $DaysToFull = Format-Days ($_.SizeRemaining / $RawTrend)
        }
        Else {
            $DaysToFull = "-"
        }
    }
    Else {
        $Trend = "InsufficientHistory"
        $DaysToFull = "-"
    }

    [PsCustomObject]@{
        "Volume"     = $_.FileSystemLabel
        "Size"       = Format-Bytes ($_.Size)
        "Used"       = Format-Bytes ($_.Size - $_.SizeRemaining)
        "Trend"      = $Trend
        "DaysToFull" = $DaysToFull
    }
}

$Output | Format-Table

範例 6：記憶體小豬，您可以執行，但無法隱藏

因為效能歷程記錄會針對整個叢集集中收集並儲存，所以不論 VM 在主機之間移動多少次，您都不需要將不同機器的資料合併在一起。此範例會 VM.Memory.Assigned 使用時間範圍中的 LastMonth 數列來識別過去 35 天內耗用最多記憶體的虛擬機器。

螢幕擷取畫面

在下列螢幕擷取畫面中，我們看到上個月記憶體使用量的前 10 部虛擬機器：

Screenshot of PowerShell

運作方式

我們會在每個伺服器上重複上述 Invoke-Command 介紹的 Get-VM 技巧。我們會使用 Measure-Object -Average 來取得每個 VM 的每月平均值，然後 Sort-Object 接著 Select-Object -First 10 取得排行榜。（或者可能是我們的 最想要 的清單？

指令碼

以下是腳本：

$Output = Invoke-Command (Get-ClusterNode).Name {
    Function Format-Bytes {
        Param (
            $RawValue
        )
        $i = 0 ; $Labels = ("B", "KB", "MB", "GB", "TB", "PB", "EB", "ZB", "YB")
        Do { if( $RawValue -Gt 1024 ){ $RawValue /= 1024 ; $i++ } } While ( $RawValue -Gt 1024 )
        # Return
        [String][Math]::Round($RawValue) + " " + $Labels[$i]
    }

    Get-VM | ForEach-Object {
        $Data = $_ | Get-ClusterPerf -VMSeriesName "VM.Memory.Assigned" -TimeFrame "LastMonth"
        If ($Data) {
            $AvgMemoryUsage = ($Data | Measure-Object -Property Value -Average).Average
            [PsCustomObject]@{
                "VM" = $_.Name
                "AvgMemoryUsage" = Format-Bytes $AvgMemoryUsage.Value
                "RawAvgMemoryUsage" = $AvgMemoryUsage.Value # For sorting...
            }
        }
    }
}

$Output | Sort-Object RawAvgMemoryUsage -Descending | Select-Object -First 10 | Format-Table PsComputerName, VM, AvgMemoryUsage

介紹完畢希望這些範例能激勵您，並協助您開始使用。透過儲存空間直接存取效能歷程記錄和功能強大的腳本易 Get-ClusterPerf 記 Cmdlet，您可以要求及回答！ – 管理及監視 Windows Server 2019 基礎結構時的複雜問題。

使用 PowerShell 和儲存空間直接存取效能歷程記錄編寫腳本

範例 1：CPU，我看見你！

螢幕擷取畫面

運作方式

指令碼

範例 2：引發、引發、延遲極端值

螢幕擷取畫面

運作方式

指令碼

範例 3：嘈雜的鄰居？這就是寫的！

螢幕擷取畫面

運作方式

指令碼

範例 4：正如他們所說，「25 gig 是新的 10 gig」

螢幕擷取畫面

運作方式

指令碼

範例 5：再次讓儲存體變得時尚！

螢幕擷取畫面

運作方式

指令碼

範例 6：記憶體小豬，您可以執行，但無法隱藏

螢幕擷取畫面

運作方式

指令碼

其他參考

其他資源

使用 PowerShell 和儲存空間直接存取效能歷程記錄編寫腳本

範例 1：CPU，我看見你！

螢幕擷取畫面

運作方式

指令碼

範例 2：引發、引發、延遲極端值

螢幕擷取畫面

運作方式

指令碼

範例 3：嘈雜的鄰居？ 這就是寫的！

螢幕擷取畫面

運作方式

指令碼

範例 4：正如他們所說，「25 gig 是新的 10 gig」

螢幕擷取畫面

運作方式

指令碼

範例 5：再次讓儲存體變得時尚！

螢幕擷取畫面

運作方式

指令碼

範例 6：記憶體小豬，您可以執行，但無法隱藏

螢幕擷取畫面

運作方式

指令碼

其他參考

其他資源

範例 3：嘈雜的鄰居？這就是寫的！