桌面虚拟化项目中的存储IO性能估算

1、桌面虚拟化桌面虚拟化项目中的存储项目中的存储IO性能性能估算估算主要内容主要内容 桌面虚拟化硬件资源的估算桌面虚拟化硬件资源的估算 最重要的两个最重要的两个IO指标指标 针对不同应用应该关注哪个指标？针对不同应用应该关注哪个指标？ 不同类型磁盘能提供的不同类型磁盘能提供的IOPS 影响磁盘阵列影响磁盘阵列IOPS的因素的因素 桌面虚拟化存储桌面虚拟化存储IO需求估算需求估算 IOmeterIO性能指标测量软件性能指标测量软件桌面虚拟化硬件资源的估算桌面虚拟化硬件资源的估算 CPU：工作负载分型（轻、中、重）：工作负载分型（轻、中、重） 内存：过量使用技术内存：过量使用技术 网络带宽：客户端带宽

2、，虚拟机服务器带宽网络带宽：客户端带宽，虚拟机服务器带宽 存储：容量和性能存储：容量和性能最重要的两个最重要的两个IO指标指标 吞吐量吞吐量(Throughout)：单位时间最大：单位时间最大I/O流量流量不同类型硬盘支持的最大流量不同类型硬盘支持的最大流量: SAS 10K rpm ：10M/s SAS 15K rpm ：13M/s ATA : 8M/s IOPS(Input/Output Per Second)：每秒读写次数：每秒读写次数 普通硬盘的普通硬盘的IOPS：50200IOPS分类分类 Random Read IOPS Random Write IOPS Sequential R

3、ead IOPS Sequential Write IOPS Total IOPS(混合混合IOPS)实测实测IPOS大小影响因素大小影响因素 在同等情况下这四种在同等情况下这四种IOPS中中100%顺序读的顺序读的IOPS最最高；高； 传输数据块尺寸越小传输数据块尺寸越小IOPS值越大；值越大； 用户实际使用的环境：既有顺序读写、也有随机读用户实际使用的环境：既有顺序读写、也有随机读写操作写操作;传输数据块尺寸大小都有传输数据块尺寸大小都有;SPC存储性能基准测试存储性能基准测试 SPC的全称是的全称是Storage Performance Council(即即:存储性能理事会存储性能理事会

4、) 其使命是定义、标准化存储系统的基准测试；其使命是定义、标准化存储系统的基准测试； SPC-1基准测试主要是针对随机基准测试主要是针对随机I/O应用环境的应用环境的; SPC-2基准测试主要是针对顺序基准测试主要是针对顺序I/O应用环境的；应用环境的；SPC-1基准测试的读写比例基准测试的读写比例 SPC-1基准测试按下表的读写比例，以不同的数据基准测试按下表的读写比例，以不同的数据块尺寸产生块尺寸产生I/O数据流对存储系统进行测试，模拟了数据流对存储系统进行测试，模拟了OLTP、数据库和、数据库和e-mail等真实应用环境。等真实应用环境。 Read (%)Write (%)All (%)

5、 Random（随机）（随机） 29 32 61 Sequential(顺序顺序) 11 28 39 All 40 60 100针对不同应用应该关注哪个指标？针对不同应用应该关注哪个指标？ OLTP(联机事务处理联机事务处理)关注关注IOPS IO特点：小规模数据随机读写特点：小规模数据随机读写 用户数据立即处理并给出回应，关注系统实时响应的时用户数据立即处理并给出回应，关注系统实时响应的时间间 数据库应用、数据库应用、email应用应用 OLAP(联机分析处理联机分析处理)关注吞吐量关注吞吐量 IO特点：大量数据顺序读写特点：大量数据顺序读写 数据仓库应用，从海量信息中提取决策数据数据仓库应

6、用，从海量信息中提取决策数据 VOD视频点播视频点播/大量数据复制大量数据复制关注吞吐量关注吞吐量不同类型磁盘能提供的不同类型磁盘能提供的IOPS磁盘类型磁盘类型处理处理IOPS最大数最大数SSD6000数十万数十万SAS 15K rpm150180SAS 10K rpm125150SATA 7200 rpm75100SATA 5400 rpm5070影响磁盘阵列影响磁盘阵列IOPS的因素的因素 组成阵列的磁盘转数组成阵列的磁盘转数rpm：15k/10k/7200 RAID级别级别:RAID0/ RAID1/ RAID5/ RAID6/RAID10 RAID组中磁盘个数组中磁盘个数 Cache

7、命中率命中率RAID级别与级别与IOPS计算计算 当从一个当从一个RAID组中读出数组中读出数据的时候，没有任何据的时候，没有任何I/O惩惩罚存在，但是当向罚存在，但是当向RAID组组中写入的时候，中写入的时候，I/O惩罚便惩罚便会出现了。会出现了。 对应的对应的RAID级别保护数据级别保护数据的能力越高，那么其产生的能力越高，那么其产生的的I/O惩罚就会越高。惩罚就会越高。RAID级别级别写惩罚写惩罚RAID00RAID1RAID102RAID54RAID66例例1：功能性：功能性IOPS的计算的计算 举例而言：举例而言： 假设我们有假设我们有8 块块72G 的的15,000 转转 SCSI

8、3 驱动，分别按照驱动，分别按照RAID和和RAID 10 配置。配置。 功能性功能性IOPS计算公式如下：计算公式如下：功能性功能性 IOPS=(总原生总原生 IOPS写写 %)/(RAID 惩罚惩罚)+(总原总原生生IOPS读读 %) 总原生总原生 IOPS=1508=1200 针对针对MCS应用应用, 读写各读写各50%RAID10:功能性功能性IOPS =(1200*0.5)/2+ 1200*0.5=900 RAID5:功能性功能性IOPS =(1200*0.5)/4+ 1200*0.5=750 例例2：考虑：考虑Cache的的IOPS计算计算举例：假定一个举例：假定一个case，业务

9、的，业务的iops是是10000，读，读cache命中率是命中率是30%，读，读iops为为60%，写，写iops为为40%，磁盘个数为，磁盘个数为120，那么分别计算在，那么分别计算在raid5与与raid10的情的情况下，每个磁盘的况下，每个磁盘的iops为多少。为多少。raid5:单块盘的单块盘的iops = (10000*(1-0.3)*0.6 + 4 * (10000*0.4)/120 = (4200 + 16000)/120 = 168这里的这里的10000*(1-0.3)*0.6表示是读的表示是读的iops，比例是，比例是0.6，除掉，除掉cache命中，实际只有命中，实际只有4

10、200个个iops，而，而4 * (10000*0.4) 表示写的表示写的iops，因为每一个写，在，因为每一个写，在raid5中，实际发生了中，实际发生了4个个io，所以写的，所以写的iops为为16000个。个。为了考虑为了考虑raid5在写操作的时候，那在写操作的时候，那2个读操作也可能发生命中，所以更精确的计算为：个读操作也可能发生命中，所以更精确的计算为：单块盘的单块盘的iops = (10000*(1-0.3)*0.6 + 2 * (10000*0.4)*(1-0.3) + 2 * (10000*0.4)/120 = (4200 + 5600 + 8000)/120 = 148计算

11、出来单个盘的计算出来单个盘的iops为为148个，基本达到磁盘极限个，基本达到磁盘极限raid10单块盘的单块盘的iops = (10000*(1-0.3)*0.6 + 2 * (10000*0.4)/120 = (4200 + 8000)/120 = 102可以看到，因为可以看到，因为raid10对于一个写操作，只发生对于一个写操作，只发生2次次io，所以，同样的压力，同样的磁盘，所以，同样的压力，同样的磁盘，每个盘的，每个盘的iops只有只有102个，还远远低于磁盘的极限个，还远远低于磁盘的极限iops。西数西数 320G 7200转硬盘转硬盘IOPS的测试数据的测试数据OCZ Vertex SSD固态硬盘的测试数据固态硬盘的测试数据公司内部公司内部IOPS实测数据实测数据桌面虚拟化存储桌面虚拟化存储IO需求估算需求估算 启动启动: 26 IOPS 登录登录: 14 IOPS 工作工作: 轻量轻量: 4-8 IOPS 普通普通: 8-12 IOPS 重量重量: 12-20 IOPS 空闲空闲: 4 IOPS 登出登出: 12 IOPS Offline: 0 IOPS 平均：平均：1