云硬盘的基准性能测试场景

news2024/11/17 17:02:08

参考来源：
深入浅出云计算-05 | 云硬盘：云上IO到底给不给力

云硬盘的性能等级

当下的云硬盘经过了多次的软硬件迭代，尤其是SSD的迅速发展，吞吐量和随机读写能力等各项性能指标都已经不再是问题了。在现代云计算中，已经发展出了基于不同存储介质的、丰富的性能等级选择，你已经能够找到单盘IOPS在数十万量级甚至达到百万的云硬盘产品了。

所以，现在的云硬盘，性能上已经非常“给力”了。你更多的是要考虑如何根据应用场景，选择合适介质的硬盘等级，同时权衡好相应的成本。

那么下面，我们就分别来看一看主流云硬盘的不同性能等级，以及它们对应的磁盘类型和存储介质。

第一个等级的云硬盘，是基于传统HDD硬盘构建而成的。这类云盘的性能一般，最高IOPS大概在数百左右。在很多的云上，已经不把它作为推荐的选择了。但它并非一无是处，成本低就是它的最大优势，在不注重性能的测试环境，或者是个人自用的服务器，它就是一个很好的选择。

第二个等级，往往是基于混合硬盘，也就是结合HDD和SSD硬盘构建的云硬盘。它会综合发挥SSD的性能优势和HDD的容量优势。比如它可以用SSD部分来承载热点区域数据，或是作为缓存，来提高响应性能。在这个等级下，典型的IOPS为数千左右，是很多云上创建硬盘的默认选项，比较适合像是操作系统启动盘这样的常规负载。

第三个等级的云硬盘，它的存储介质就是纯SSD硬盘了。虽然贵一些，但一分价钱一分货，这个等级下的云硬盘能够提供非常稳定的IO能力，IOPS通常能够上万，也有相当不俗的吞吐量和较低的访问延时。你可以用它来承载生产环境中重要的关键业务应用，或是各类数据库等IO密集型应用。

第四个等级，也是当下业界的最高等级，就是进一步优化增强的最新SSD云盘。它一般会采用更新一代的企业级闪存硬件，配合自研或改进后的底层传输协议，和虚拟化技术栈的优化来提供服务。因此它能够达到惊人的性能水平，满足我们最为苛刻的性能场景需求，比如承载SAP HANA（SAP的高性能计算平台）、高并发OLTP数据库等等。这类SSD云盘的IOPS通常能够突破十万以上。

各个云对于不同等级云硬盘的命名方法各有不同，我把相应的产品类型和名称整理成了一个表格，方便你去了解和查询：

用lsblk和df命令查看一下磁盘的情况

挂载了一个5G的硬盘，查看是否挂载正常

root@ub1804:/home/xiaoyue# lsblk /dev/sdb
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb    8:16   0   5G  0 disk

将这块磁盘进行格式化，并创建ext4文件系统

root@ub1804:/home/xiaoyue# mkfs.ext4 /dev/sdb
mke2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
创建含有 1310720 个块（每块 4k）和 327680 个inode的文件系统
文件系统UUID：83b8c1b7-0397-4c8a-b4df-41adebf1d3ab
超级块的备份存储于下列块： 
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736

正在分配组表： 完成                            
正在写入inode表： 完成                            
创建日志（16384 个块） 完成
写入超级块和文件系统账户统计信息： 已完成

挂载块设备

在/mnt下，创建一个data目录，并将这个新的块设备挂载到该目录

root@ub1804:/home/xiaoyue# mkdir /mnt/data
root@ub1804:/home/xiaoyue# mount /dev/sdb /mnt/data/

测试磁盘4K随机读方面的能力

使用fio工具，来测试下这块SSD盘4K随机读方面的能力。和前面不同的是，这回我们要把测试文件路径定位到“/mnt/data”目录，因为这个目录指向的是刚刚创建的新硬盘：

root@ub1804:/home/xiaoyue# fio --name=mytest2 --filename=/mnt/data/testfile2 --rw=randread --refill_buffers --bs=4k --size=1G -runtime=10 -direct=1 -iodepth=128 -ioengine=libaio
mytest2: (g=0): rw=randread, bs=(R) 4096B-4096B, (W) 4096B-4096B, (T) 4096B-4096B, ioengine=libaio, iodepth=128
fio-3.1
Starting 1 process
mytest2: Laying out IO file (1 file / 1024MiB)
Jobs: 1 (f=1): [r(1)][100.0%][r=79.5MiB/s,w=0KiB/s][r=20.4k,w=0 IOPS][eta 00m:00s]
mytest2: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=5141: Thu May 30 18:16:13 2024
   **read: IOPS=20.1k, BW=78.4MiB/s (82.2MB/s)(784MiB/10001msec)**
    slat (usec): min=26, max=4698, avg=42.81, stdev=21.81
    clat (usec): min=26, max=25145, avg=6318.94, stdev=635.86
     lat (usec): min=59, max=25479, **avg=6363.29**, stdev=639.43
    clat percentiles (usec):
     |  1.00th=[ 5538],  5.00th=[ 5669], 10.00th=[ 5735], 20.00th=[ 5866],
     | 30.00th=[ 5997], 40.00th=[ 6128], 50.00th=[ 6259], 60.00th=[ 6390],
     | 70.00th=[ 6521], 80.00th=[ 6718], 90.00th=[ 6915], 95.00th=[ 7111],
     | 99.00th=[ 7701], 99.50th=[ 7963], 99.90th=[15270], 99.95th=[17433],
     | 99.99th=[22676]
   bw (  KiB/s): min=71225, max=82568, per=99.72%, **avg=80091.84**, stdev=2520.48, samples=19
   iops        : min=17806, max=20642, **avg=20022.68**, stdev=630.10, samples=19
  lat (usec)   : 50=0.01%, 100=0.01%, 250=0.01%, 500=0.01%, 750=0.01%
  lat (usec)   : 1000=0.01%
  lat (msec)   : 2=0.01%, 4=0.02%, 10=99.71%, 20=0.22%, 50=0.02%
  cpu          : usr=0.03%, sys=99.72%, ctx=1395, majf=0, minf=137
  IO depths    : 1=0.1%, 2=0.1%, 4=0.1%, 8=0.1%, 16=0.1%, 32=0.1%, >=64=100.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.1%
     issued rwt: total=200811,0,0, short=0,0,0, dropped=0,0,0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=128

Run status group 0 (all jobs):
   READ: bw=78.4MiB/s (82.2MB/s), 78.4MiB/s-78.4MiB/s (82.2MB/s-82.2MB/s), io=784MiB (823MB), run=10001-10001msec

**Disk stat**s (read/write):
  sdb: ios=200256/2, merge=0/1, ticks=18819/0, in_queue=8, util=99.20%
root@ub1804:/home/xiaoyue#