存储系统性能---带宽计算.pdfVIP

1、 IOPS 和带宽对存储性能的影响？ 说 起存储产品的评价，性能永远是第一重要的问题。关于性能的各种指标 实在五花八门：带宽〔Bandwidth〕、IOPS、顺序〔Sequential 〕读 写、随机 〔Random〕读写、持续吞吐〔Sustained Throughput 〕、突发处理能力 〔Burst I/O 〕等等看似甚为专业的名词充满着解决方案和技术分析报告。存储 产品的性能似乎被量化得格外清晰，作为用户，只需要简单的比较两个数字， 就可以清楚的 得出孰优孰劣的结论。然而，事实果真如此吗？ 就让我们走进那些五花八门的指数背后，去看看性能的真实面目。 1、带宽与I/O 这是两个衡量存储设备性能最基本的概念，明确的区分两者也是对存储产品 性能了解的第一步。如 果我们把存储设备比做一间会议室，被存取的数据就是 前来参加会议或从会议中离开的人，那么带宽性能就是指这间会议室大门的宽 度，大门越宽，可以同时进出的 人也就越多，而I/O 性能是指房门开合的频繁 程度，迎来一批前来参加会议的人，就需要打开一次大门，送走一批人也是一 样，哪怕这“一批人”其实只是一个 人。由此可见，当我们考察会议室的门设计 得是否合理时，必须结合会议本身的性质。 对纪律严明的会议来 说，与会者轻易不会凌乱的进出会场，人们在会议开 始时统一进入，结束时再统一离开。对这种情况，门的宽度就十分重要，而是 否易于开合则显得不那么关键，反 正这扇门在整个会议中只需要开合两次而 已。相反的，对于联欢性质的聚会而言，门设计得太宽除了显得气派之外，并 没有什么实际的意义，但是门开合的频率却很 重要，因为会有客人频繁的进进 出出。 对应到存储设备上，道理也是一样。大文件持续传输型的应用需要的是充分 的带宽性能，而小文件随机读写的应用则要求足够的I/O能力。那 么多大的文 件算“大文件”呢？一般而言，超过1MB 大小的文件就可以算做“大文件”了。如 果您的应用系统处理的资料中，最小的文件也有4～5MB 甚至几十 MB，就需 要重点考察存储系统的带宽性能了。如果您的应用是数据库形式，或是电子邮 件系统，系统中有大量KB 级大小的文件，那么就可以忽略掉产品介绍中 xxx MB/s 的字样，重点关心xxx IOPS 就可以了。 2 、影响性能的因素 当然，仅看产品彩页中的简单数字还是远远不够的。存储设备的标称指数只 是其最最理想情况下的表现，而实际应用中，存储设备表现出的处理能力往往 与其标称指数相去甚远。为了反映更多的细节，会议室的比喻不足以说明问 题。所以我们前面的例子再改良一下，把存储设备看作一栋有很多房间的大 厦。人们从门口进入大厦，先来到大堂，经过走廊，最后到达房间。人们进大 厦的方式也分为两种：一种是所有人按房间号码顺序排好队，一起进入大厦， 我们称之为“顺序进入”；另一种是他们无规律的自由进入，我们称为“随即进 入”。 显而易见，“顺序进 入”的效率要大大高于“随即进入”。这就说明，一般情况 下，顺序读写的性能要远高于随即读写的性能。还有一个结论也不难得出，一 个宽敞的大堂更有利于偶然 性较大的“随机进入”，而对“顺序进入”的人群而 言，经过大堂基本属于浪费时间。存储设备中的“大堂”就是高速缓存。也就是 说，大容量高速缓存可以提高随机读写性能，而对顺序读写的性能改良则不明 显。 还记得前面讨论的带宽 和I/O 的差异吗？带宽考察的是单位时间进入大厦的 人数，而I/O 关心的是单位时间进出大厦的批次。从次可见，如果走廊没有任 何变化，那么大堂只要不是太 小，就不会影响带宽性能。相对的，对I/O 性能 而言，大堂显然是越大越好。总之，影响带宽的因素主要是前端控制器〔大 门〕和后端磁盘通道〔走廊〕的带宽； 而影响I/O 的因素主要是控制器〔大 门〕处理能力和高速缓存〔大堂〕容量。 当然，前面的讨论都基 于一个假设前提：磁盘〔房间〕足够多。如假设只 配置寥寥几个磁盘，它们就会成为整个系统的性能瓶颈。任凭其他配置如何奢 华，也于事无补。那么，“足够多”又 是多少呢？对光纤通道存储设备来说，每 个光纤通道上的磁盘数量到达50～60 个的时候性能到达最正确。所以一般中 高端存储设备都把每通道50～60 个磁盘设 计为扩展极限，而不是光纤通道技 术规定的126 个。 图1. 磁盘数量影响光纤环路性能 这 样设计存储产品，可以让系统的性能随着容量的增加而增长。但是同 时，用户必须明白，在容量没有配置