云数据库 RDS：通用云盘IO加速功能

背景

将数据从磁盘读取到内存，或将内存数据写入磁盘是数据库系统常见的IO操作。相比内存操作，磁盘IO操作运行速度相对较慢，需消耗较多的时间。当出现大规模数据读写或频繁数据读写请求时，IO操作可能成为系统瓶颈。

因此，阿里云RDS产品推出新的存储类型——通用云盘。在兼容ESSD云盘所有特性的基础上，通用云盘采用三级存储架构对不同类型的数据和缓存进行分级管理和读写，并且引入IO突发和IO加速功能，提升了RDS实例的IO性能。

IO加速功能介绍

技术原理

通用云盘的IO加速功能利用了缓存池拓展技术，在不提升成本的情况下，将ESSD形态的性能进行衍生。基于冷热数据分离的思想，通过扩展InnoDB的缓存池（Buffer Pool），将数据页缓存到Buffer Pool Extension中，将温数据存放在Buffer Pool Extension中，使得InnoDB可以灵活使用多种存储介质，从而获得QPS性能提升。

适用范围

• 引擎：RDS MySQL

• 版本：大于或等于MySQL 8.0 20230914

• 产品系列：高可用系列、集群系列

• 产品类型：标准版

• 规格族：通用型

• 地域和可用区（仅做参考，实际请以控制台为准）：

  地域	可用区
  西南1（成都）	可用区B
  华北2（北京）	可用区I
  华东2（上海）	可用区M
  	可用区N
  华东1（杭州）	可用区J

  说明

  在售卖页面开启IO加速功能后，可在主可用区及网络处查看是否支持。

费用

RDS MySQL通用型规格的通用云盘IO加速功能免费。

注意事项

• RDS MySQL通用型规格的IO加速功能免费。

• 缓存池拓展中的数据丢失与否不影响实例的业务数据（业务持久化数据存放于数据盘），也不影响实例的正常使用。

• 开启IO加速功能会占用一定内存（buffer_pool_size的4%）。因此，默认的buffer_pool_size会自动下调4%，后续如需修改buffer_pool_size，请根据内存使用率指标合理调整。

• 开启或关闭IO加速功能后，实例约有30秒不可用，建议在业务低峰期执行功能的开启和关闭操作。

• 开启IO加速功能后，实例性能会有明显提升，实例规格越大，提升效果越明显。例如，8核16 GB标准版高可用系列通用型RDS MySQL实例性能可提升103%。

• 缓存池能够有效减少磁盘IO操作，提升实例的IO性能。但缓存池的大小受系统内存大小的限制，当内存不足时，缓存池大小受限，从而影响IO性能。

使用IO加速功能

性能测试

测试准备

• 测试方法：向同一规格实例执行数据读写操作，对比开启IO加速功能前后的QPS性能。

• 测试数据量：300 GB

• 测试工具：Sysbench（详情请参见Sysbench官方文档）

  说明

  请提前开通ECS实例，本文测试工具安装在ECS上。

• 测试所用实例：分别准备一个4核8 GB和一个8核16 GB的高可用系列通用型RDS MySQL实例，并开启IO加速功能。

  系列	规格代码	CPU和内存
  高可用系列	mysql.n2.large.xc	4核8 GB
  高可用系列	mysql.n2.xlarge.xc	8核16 GB

测试方法

本文以CentOS系统为例进行性能测试，如果需要安装到其他操作系统测试，请参见Sysbench官方文档。

安装Sysbench

执行以下命令完成Sysbench的安装。

git clone https://github.com/akopytov/sysbench.git
cd sysbench
git checkout 0.5

yum -y install make automake libtool pkgconfig libaio-devel
yum -y install mariadb-devel


./autogen.sh
./configure
make -j
make install
 

测试实例QPS性能

参数说明

本测试所涉及的参数说明如下：

测试读性能

1. 准备数据：执行以下命令，在系统中准备300 GB数据量（30张数据表，每张表4000万行）。

   sysbench oltp_read_only --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 prepare

2. 测试读性能：执行以下命令测试实例的读性能。

   sysbench oltp_read_only --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 run

测试写性能

1. 准备数据：执行以下命令，在系统中准备300 GB数据量（30张数据表，每张表4000万行）。

   sysbench oltp_write_only --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 prepare

2. 测试读性能：执行以下命令测试实例的写性能。

   sysbench oltp_write_only --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 run

测试读写性能

1. 准备数据：执行以下命令，在系统中准备300 GB数据量（30张数据表，每张表4000万行）。

   sysbench oltp_read_write --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 prepare

2. 测试读写性能：执行以下命令测试实例的读写性能。

   sysbench oltp_read_write --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 run

测试结果

• 4核8 GB标准版高可用系列通用型RDS MySQL实例的测试结果如下：

  • 读性能：开启IO加速前后，QPS性能基本持平。

  • 写性能：开启IO加速后，QPS性能提升30%。

  • 读写性能：开启IO加速后，QPS性能提升26%。

  

• 8核16 GB标准版高可用系列通用型RDS MySQL实例的测试结果如下：

  • 读性能：开启IO加速后，QPS性能提升80%。

  • 写性能：开启IO加速后，QPS性能提升33%。

  • 读写性能：开启IO加速后，QPS性能提升103%。

  

相关文档

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