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发布：凯铧互联小编

本文描述了块存储性能的重要指标、不同块存储类型的性能、性能测试方式和结果解读。

衡量指标

衡量块存储产品的性能指标主要包括：IOPS、吞吐量和访问时延。

一、IOPS

IOPS是Input/Output Operations per Second，即每秒能处理的I/O个数，用于表示块存储处理读写（输出/输入）的能力。如果要部署事务密集型应用，需要关注IOPS性能。

最普遍的IOPS性能指标是顺序操作和随机操作，如下表所示。

IOPS性能指标	描述
总 IOPS	每秒执行的I/O操作总次数。
随机读IOPS	每秒执行的随机读I/O操作的平均次数	对磁盘存储位置的不连续访问
随机写IOPS	每秒执行的随机写I/O操作的平均次数
顺序写IOPS	每秒执行的顺序读I/O操作的平均次数	对磁盘存储位置的连续访问
顺序写IOPS	每秒执行的顺序写I/O操作的平均次数

二、吞吐量

吞吐量是指单位时间内可以成功传输的数据数量。

如果要部署大量顺序读写的应用，需要关注吞吐量。

三、访问时延

访问时延是指块存储处理一个I/O需要的时间。

如果您的应用对时延比较敏感，比如数据库（过高的时延会导致应用报错），建议您使用固态硬盘介质的SSD云盘、SSD共享块存储或本地SSD盘类产品。

如果您的应用更偏重存储吞吐能力，对时延不太敏感，比如Hadoop离线计算等吞吐密集型应用，建议您使用本地HDD盘类产品，如d1或d1ne大数据型实例。

性能

以下是不同块存储产品的性能对比表。

云盘性能

三种云盘的性能对比如下表所示

参数	SSD云盘	高效云盘	普通云盘
单盘最大容量	32768 GiB	32768 GiB	2000 GiB
最大IOPS	20000*	3000	数百
最大吞吐量	300 MBps*	80 MBps	30−40 MBps
单盘性能计算公式**	IOPS = min{1200 + 30 * 容量, 20000}	IOPS = min{1000 + 6 * 容量, 3000}	无
	吞吐量 = min{80 + 0.5 * 容量, 300} MBps	吞吐量 = min{50 + 0.1 * 容量, 80} MBps	无
数据可靠性	99.9999999%	99.9999999%	99.9999999%
API名称	cloud_ssd	cloud_efficiency	cloud
典型应用场景	PostgreSQL、MySQL、Oracle、SQL Server等中大型关系数据库应用 对数据可靠性要求高的中大型开发测试环境	MySQL、SQL Server、PostgreSQL等中小型关系数据库应用 对数据可靠性要求高、中度性能要求的中大型开发测试应用	数据不被经常访问或者低I/O负载的应用场景（如果应用需要更高的I/O性能，建议使用SSD云盘） 需要低成本并且有随机读写I/O的应用环境

^* SSD云盘的性能因数据块大小而异，数据块越小，吞吐量越小，IOPS越高，如下表所示。只有挂载到I/O优化的实例时，SSD云盘才能获得期望的IOPS性能。挂载到非I/O优化的实例时，SSD云盘无法获得期望的IOPS性能。

数据块大小	IOPS最大值	吞吐量
4 KiB或8 KiB	约20000	很小，远低于300 MBps
16 KiB	约17200	将近300 MBps
32 KiB	约9600
64 KiB	约4800

^** 单盘性能计算公式说明：

• 以单块SSD云盘最大IOPS计算公式为例说明：起步1200 IOPS，每GiB增加30 IOPS，最高20000 IOPS。
• 以单块SSD云盘最大吞吐量计算公式为例说明：起步80 MBps，每GiB增加0.5 MBps，上限为 300 MBps的吞吐量。

不同云盘的单路访问时延如下：

• SSD云盘：0.5−2 ms
• 高效云盘：1−3 ms
• 普通云盘：5−10 ms

基于新一代分布式块存储架构，结合25GE网络和RDMA技术，ESSD云盘可以为您提供单盘高达100万的随机读写能力和低至100 μs的单路访问时延能力。

共享块存储性能

2种共享块存储的性能对比如下表所示。

参数	SSD共享块存储	高效共享块存储
最大容量	单盘：32768 GiB 单个实例：最大128 TiB	单盘：32768 GiB 单个实例：最大128 TiB
最大随机读写IOPS*	30000	5000
最大顺序读写吞吐量*	512 MBps	160 MBps
单盘性能计算公式**	IOPS = min{40 * 容量, 30000}	IOPS = min{1000 + 6 * 容量, 5000}
	吞吐量 = min{50 + 0.5 * 容量, 512} MBps	吞吐量 = min{50 + 0.15 * 容量, 160} MBps
典型应用场景	Oracle RAC SQL Server 故障转移集群 服务器高可用	服务器高可用架构 开发测试数据库高可用架构

^* 最大IOPS和吞吐量是在2个或2个以上实例同时压测裸设备能达到的性能数值。

^** 单盘性能计算公式说明：

• 以单块SSD共享块存储最大IOPS计算公式为例：每GiB增加40 IOPS，最高30000 IOPS。
• 以单块SSD共享块存储最大吞吐量计算公式为例：起步50 MBps，每GiB增加0.5 MBps，上限为512 MBps的吞吐量。

不同共享块存储的单路访问时延如下：

• SSD共享块存储：0.5 ms
• 高效共享块存储：1 ms

性能测试:

根据ECS实例的操作系统不同，您可以使用不同的工具测试块存储性能：

• Linux实例：可以使用DD、fio或sysbench等工具测试块存储性能。
• Windows实例：可以使用fio、Iometer等工具测试块存储性能。

本文以Linux实例和fio为例，说明如何使用fio测试块存储性能。在进行测试前，请确保块存储已经4 KiB对齐。

警告：
测试裸盘可以获得真实的块存储盘性能，但直接测试裸盘会破坏文件系统结构，请在测试前提前做好数据备份。建议您只在新购无数据的ECS实例上使用工具测试块存储性能，避免造成数据丢失。

• 测试随机写IOPS，运行以下命令：

  fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=iotest -name=Rand_Write_Testing

• 测试随机读IOPS，运行以下命令：

  fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=randread -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=iotest -name=Rand_Read_Testing

• 测试顺序写吞吐量，运行以下命令：

  fio -direct=1 -iodepth=64 -rw=write -ioengine=libaio -bs=1024k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=iotest -name=Write_PPS_Testing

• 测试顺序读吞吐量，运行以下命令：

  fio -direct=1 -iodepth=64 -rw=read -ioengine=libaio -bs=1024k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=iotest -name=Read_PPS_Testing

下表以测试随机写IOPS的命令为例，说明命令中各种参数的含义。

参数	说明
-direct=1	表示测试时忽略I/O缓存，数据直写。
-iodepth=128	表示使用AIO时，同时发出I/O数的上限为128。
-rw=randwrite	表示测试时的读写策略为随机写（random writes）。作其它测试时可以设置为： randread（随机读random reads） read（顺序读sequential reads） write（顺序写sequential writes） randrw（混合随机读写mixed random reads and writes）。
-ioengine=libaio	表示测试方式为libaio（Linux AIO，异步I/O）。应用使用I/O通常有二种方式：同步和异步。同步的I/O一次只能发出一个I/O请求，等待内核完成才返回。这样对于单个线程iodepth总是小于1，但是可以透过多个线程并发执行来解决。通常会用 16−32 根线程同时工作将iodepth塞满。异步则通常使用libaio这样的方式一次提交一批I/O请求，然后等待一批的完成，减少交互的次数，会更有效率。
-bs=4k	表示单次I/O的块文件大小为4k。未指定该参数时的默认大小也是4k。测试IOPS时，建议将bs设置为一个比较小的值，如本示例中的4k。测试吞吐量时，建议将bs设置为一个较大的值，如本示例中的1024k。
-size=1G	表示测试文件大小为1G。
-numjobs=1	表示测试线程数为1。
-runtime=1000	表示测试时间为1000秒。如果未配置，则持续将前述-size指定大小的文件，以每次-bs值为分块大小写完。
-group_reporting	表示测试结果里汇总每个进程的统计信息，而非以不同job汇总展示信息。
-filename=iotest	指定测试文件的名称，比如iotest。测试裸盘可以获得真实的磁盘性能，但直接测试裸盘会破坏文件系统结构，请在测试前提前做好数据备份。
-name=Rand_Write_Testing	表示测试任务名称为Rand_Write_Testing，可以随意设定。

以下以一块800 GiB SSD云盘随机读IOPS性能的测试结果为例，说明如何理解fio测试结果。

输出结果中，您主要关注以下这行内容：

  read : io=1024.0MB, bw=80505KB/s, iops=20126, runt= 13025msec

表示fio做了1 GiB I/O，速率约为80 MiB/s，总IOPS为20126，运行时间为13秒。由IOPS值可知，该SSD云盘的IOPS性能为 20126，而根据公式计算的数值为：

min{1200+30 * 容量, 20000} = min{1200+30 * 800, 20000} = 20000

测试结果与公式计算结果相近。

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