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    文件存储 NAS：NAS性能测试

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    文件存储 NAS：NAS性能测试

    更新时间：Oct 17, 2024

    本文介绍如何在Linux/Windows系统中使用FIO工具对文件系统进行吞吐和IOPS的性能测试。

    前提条件

    您已经创建了待测试的文件系统，并将文件系统挂载到ECS实例上。具体操作，请参见快速入门。

    背景信息

    本文示例的性能参数，均为Linux/Windows系统下采用FIO工具的测试结果，以此作为文件存储NAS产品性能指标参考。如果想达到文件存储NAS的官网性能指标 ，建议使用多台ECS进行测试。文件存储NAS的官网性能指标，请参见文件存储NAS。

    注意事项

    性能测试前，请注意以下事项。

    • 吞吐最大不会超过ECS内网带宽，如果内网带宽太小，则吞吐会被流量控制。

      例如，您购买的是最低容量的通用容量型NAS文件系统，其初始读带宽为150 MB/s。如果您的ECS内网带宽为100 Mbps，则吞吐最大可达12.5 MB/s，如果要测试达到150 MB/s，则需要至少12台ECS进行测试。 如果您的ECS内网带宽为1 Gbps，则吞吐最大可达到125 MB/s，如果要测试达到150 MB/s，则需要至少2台ECS进行测试。

    • 在Linux操作系统中，NFS客户端对于同时发起的NFS请求数量进行了控制，默认编译的内核中此参数值为2，严重影响性能。请在安装NFS客户端后，修改同时发起的NFS请求数量，提高NFS性能。具体操作，请参见如何修改同时发起的NFS请求数量？。

    • 在Windows操作系统中，测试NFS协议NAS文件系统性能会受限于Windows NFS客户端串行执行单个文件系统的请求，请调整-numjobs参数增加FIO测试文件数量。

    操作步骤

    1. 远程连接ECS实例。具体操作，请参见ECS连接方式。

    2. 安装FIO测试工具。如果已安装，请跳过此步骤，直接运行性能测试命令。

      • Linux操作系统

        操作系统

        安装命令

        CentOS

        sudo yum install fio

        Redhat

        Alibaba Cloud Linux

        Ubuntu

        依次执行以下安装命令：

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

        Debian

      • Windows操作系统

        您可以下载msi格式的安装包进行安装。FIO安装包下载地址，请参见fio官网。

    3. 运行性能测试命令，具体的命令请参见下文。

    Linux系统下的性能测试命令

    本节以通用容量型NAS为例，在单台Linux ECS中执行以下命令测试性能。

    • 随机读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

      测试结果样例：

      image.png

    • 随机写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

      测试结果样例：

      image.png

    • 随机读吞吐：

      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

      测试结果样例：

      image.png

    • 随机写吞吐：

      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

      测试结果样例：

      image.png

    Windows系统下的性能测试

    本节以通用容量型NAS挂载到Z盘，FIO可执行文件安装在C:\Program Files\fio\fio.exe为例，执行以下命令测试性能。

    说明

    如果在Windows系统测试NFS协议NAS文件系统性能，受限于Windows NFS客户端串行执行单个文件系统的请求，请调整-numjobs参数增加FIO测试文件数量。

    • 随机读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\:\

      测试结果样例：

      image.png

    • 随机写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\:\

      测试结果样例：

      image.png

    • 随机读吞吐：

      "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\:\

      测试结果样例：

      image.png

    • 随机写吞吐：

      "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\:\

      测试结果样例：

      image.png

    FIO参数说明

    测试命令中有关FIO各参数含义的说明如下表所示。

    参数

    说明

    direct

    表示是否使用direct I/O。默认值：1。

    • 值为1：表示使用direct I/O，忽略I/O缓存，数据直写。

    • 值为0：表示不使用direct I/O。

    iodepth

    表示测试时的IO队列深度。例如-iodepth=1表示FIO控制请求中的I/O最大个数为1。

    rw

    表示测试时的读写策略。您可以设置为：

    • randwrite：随机写。

    • randread：随机读。

    • read：顺序读。

    • write：顺序写。

    • randrw：混合随机读写。

    ioengine

    表示测试时FIO选择哪种I/O引擎，通常选择libaio，更符合日常应用模式，更多的选择请查阅FIO官方文档。

    bs

    表示I/O单元的块大小（block size）。读取和写入的值可以以read、write格式单独指定，其中任何一个都可以为空以将该值保留为其默认值。

    size

    表示测试文件大小。

    FIO会将指定的文件大小全部读/写完成，然后才停止测试，除非受到其他选项（例如运行时）的限制。如果未指定该参数，FIO将使用给定文件或设备的完整大小。也可以将大小作为1到100之间的百分比给出。例如指定size=20%，FIO将使用给定文件或设备完整大小的20%空间。

    numjobs

    表示测试的并发线程数。

    runtime

    表示测试时间，即FIO运行时长。

    如果未指定该参数，则FIO会持续将上述size指定大小的文件，以每次bs值为块大小读/写完。

    group_reporting

    表示测试结果显示模式。

    如果指定该参数，测试结果会汇总每个进程的统计信息，而不是以不同任务来统计信息。

    directory

    表示待测试的文件系统挂载路径。

    name

    表示测试任务名称，可以随意设定。

    有关各参数的更多说明，请参见FIO MAN手册。

    相关问题

    更多有关NAS性能方面的FAQ，请参见性能说明FAQ。