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    File Storage NAS：NAS效能測試

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    File Storage NAS：NAS效能測試

    更新時間：Oct 18, 2024

    本文介紹如何在Linux/Windows系統中使用FIO工具對檔案系統進行吞吐和IOPS的效能測試。

    前提條件

    您已經建立了待測試的檔案系統，並將檔案系統掛載到ECS執行個體上。具體操作，請參見快速入門。

    背景資訊

    本文樣本的績效參數，均為Linux/Windows系統下採用FIO工具的測試結果，以此作為Apsara File Storage NAS產品效能指標參考。如果想達到Apsara File Storage NAS的官網效能指標 ，建議使用多台ECS進行測試。Apsara File Storage NAS的官網效能指標，請參見Apsara File Storage NAS。

    注意事項

    效能測試前，請注意以下事項。

    • 吞吐最大不會超過ECS內網頻寬，如果內網頻寬太小，則吞吐會被流量控制。

      例如，您購買的是最低容量的通用容量型NAS檔案系統，其初始讀頻寬為150 MB/s。如果您的ECS內網頻寬為100 Mbps，則吞吐最大可達12.5 MB/s，如果要測試達到150 MB/s，則需要至少12台ECS進行測試。 如果您的ECS內網頻寬為1 Gbps，則吞吐最大可達到125 MB/s，如果要測試達到150 MB/s，則需要至少2台ECS進行測試。

    • 在Linux作業系統中，NFS用戶端對於同時發起的NFS請求數量進行了控制，預設編譯的核心中此參數值為2，嚴重影響效能。請在安裝NFS用戶端後，修改同時發起的NFS請求數量，提高NFS效能。具體操作，請參見如何修改同時發起的NFS請求數量？。

    • 在Windows作業系統中，測試NFS協議NAS檔案系統效能會受限於Windows NFS用戶端串列執行單個檔案系統的請求，請調整-numjobs參數增加FIO測試檔案數量。

    操作步驟

    1. 遠端連線ECS執行個體。具體操作，請參見ECS串連方式。

    2. 安裝FIO測試載入器。如果已安裝，請跳過此步驟，直接運行效能測試命令。

      • Linux作業系統

        作業系統

        安裝命令

        CentOS

        sudo yum install fio

        Redhat

        Alibaba Cloud Linux

        Ubuntu

        依次執行以下安裝命令：

        1. sudo apt-get  update
        2. sudo apt-get install fio

        Debian

      • Windows作業系統

        您可以下載msi格式的安裝包進行安裝。FIO安裝包下載地址，請參見fio官網。

    3. 運行效能測試命令，具體的命令請參見下文。

    Linux系統下的效能測試命令

    本節以通用容量型NAS為例，在單台Linux ECS中執行以下命令測試效能。

    • 隨機讀IOPS：

      fio -numjobs=1 -iodepth=128 -direct=1 -ioengine=libaio -sync=1 -rw=randread -bs=4K -size=1G -time_based -runtime=60 -name=Fio -directory=/mnt

      測試結果範例：

      image.png

    • 隨機寫IOPS： 

      fio -numjobs=1 -iodepth=128 -direct=1 -ioengine=libaio -sync=1 -rw=randwrite -bs=4K -size=1G -time_based -runtime=60 -name=Fio -directory=/mnt

      測試結果範例：

      image.png

    • 隨機讀吞吐：

      fio -numjobs=1 -iodepth=128 -direct=1 -ioengine=libaio -sync=1 -rw=randread -bs=1M -size=1G -time_based -runtime=60 -name=Fio -directory=/mnt

      測試結果範例：

      image.png

    • 隨機寫吞吐：

      fio -numjobs=1 -iodepth=128 -direct=1 -ioengine=libaio -sync=1 -rw=randwrite -bs=1M -size=1G -time_based -runtime=60 -name=Fio -directory=/mnt

      測試結果範例：

      image.png

    Windows系統下的效能測試

    本節以通用容量型NAS掛載到Z盤，FIO可執行檔安裝在C:\Program Files\fio\fio.exe為例，執行以下命令測試效能。

    說明

    如果在Windows系統測試NFS協議NAS檔案系統效能，受限於Windows NFS用戶端串列執行單個檔案系統的請求，請調整-numjobs參數增加FIO測試檔案數量。

    • 隨機讀IOPS： 

      "c:\Program Files\fio\fio.exe" -name=Fio -numjobs=2 -iodepth=128 -direct=1 -ioengine=windowsaio -sync=1 -rw=randread -bs=4K -size=1G -time_based -runtime=60 -group_reporting -thread -directory=Z\:\

      測試結果範例：

      image.png

    • 隨機寫IOPS：

      "c:\Program Files\fio\fio.exe" -name=Fio -numjobs=2 -iodepth=128 -direct=1 -ioengine=windowsaio -sync=1 -rw=randwrite -bs=4K -size=1G -time_based -runtime=60 -group_reporting -thread -directory=Z\:\

      測試結果範例：

      image.png

    • 隨機讀吞吐：

      "c:\Program Files\fio\fio.exe" -name=Fio -numjobs=2 -iodepth=128 -direct=1 -ioengine=windowsaio -sync=1 -rw=randread -bs=1M -size=1G -time_based -runtime=60 -group_reporting -thread -directory=Z\:\

      測試結果範例：

      image.png

    • 隨機寫吞吐：

      "c:\Program Files\fio\fio.exe" -name=Fio -numjobs=2 -iodepth=128 -direct=1 -ioengine=windowsaio -sync=1 -rw=randwrite -bs=1M -size=1G -time_based -runtime=60 -group_reporting -thread -directory=Z\:\

      測試結果範例：

      image.png

    FIO參數說明

    測試命令中有關FIO各參數含義的說明如下表所示。

    參數

    說明

    direct

    表示是否使用direct I/O。預設值：1。

    • 值為1：表示使用direct I/O，忽略I/O緩衝，資料直寫。

    • 值為0：表示不使用direct I/O。

    iodepth

    表示測試時的IO隊列深度。例如-iodepth=1表示FIO控制請求中的I/O最大個數為1。

    rw

    表示測試時的讀寫策略。您可以設定為：

    • randwrite：隨機寫。

    • randread：隨機讀。

    • read：順序讀。

    • write：順序寫。

    • randrw：混合隨機讀寫。

    ioengine

    表示測試時FIO選擇哪種I/O引擎，通常選擇libaio，更符合日常應用模式，更多的選擇請查閱FIO官方文檔。

    bs

    表示I/O單元的塊大小（block size）。讀取和寫入的值可以以read、write格式單獨指定，其中任何一個都可以為空白以將該值保留為其預設值。

    size

    表示測試檔案大小。

    FIO會將指定的檔案大小全部讀/寫完成，然後才停止測試，除非受到其他選項（例如運行時）的限制。如果未指定該參數，FIO將使用給定檔案或裝置的完整大小。也可以將大小作為1到100之間的百分比給出。例如指定size=20%，FIO將使用給定檔案或裝置完整大小的20%空間。

    numjobs

    表示測試的並發線程數。

    runtime

    表示測試時間，即FIO運行時間長度。

    如果未指定該參數，則FIO會持續將上述size指定大小的檔案，以每次bs值為塊大小讀/寫完。

    group_reporting

    表示測試結果顯示模式。

    如果指定該參數，測試結果會匯總每個進程的統計資訊，而不是以不同任務來統計資訊。

    directory

    表示待測試的檔案系統掛載路徑。

    name

    表示測試工作名稱，可以隨意設定。

    有關各參數的更多說明，請參見FIO MAN手冊。

    相關問題

    更多有關NAS效能方面的FAQ，請參見效能說明FAQ。