QoS(Quality of Service)即服務(wù)質(zhì)量。在有限的帶寬資源下,QoS可為各種業(yè)務(wù)分配帶寬,用于控制和管理數(shù)據(jù)包的傳輸,提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證,以確保網(wǎng)絡(luò)在不同的應(yīng)用程序和服務(wù)之間分配帶寬,重要的數(shù)據(jù)流量可以得到優(yōu)先處理,從而提高用戶體驗。
在信息化時代,數(shù)據(jù)呈爆炸式增長,數(shù)據(jù)中心向大規(guī)模化、云化及智能化演進,業(yè)務(wù)場景日趨復(fù)雜。存儲作為最重要的基礎(chǔ)服務(wù)之一,容量規(guī)模越來越大,性能、可靠性等指標要求越來越高。同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)QoS類似,SSD也需要提供包括帶寬、IOPS、時延等性能指標的一致性和可預(yù)測性QoS能力,才能更好滿足關(guān)鍵業(yè)務(wù)質(zhì)量需求。
憶聯(lián)SSD具備的SR-IOV with QoS特性,是在SR-IOV存儲虛擬化技術(shù)基礎(chǔ)上,通過令牌桶算法對各VF的讀寫業(yè)務(wù)進行管控,不同VF之間的讀寫帶寬、IOPS性能可獨立調(diào)整,以達到各VF業(yè)務(wù)相互獨立、互不干擾的效果。本次測試主要驗證憶聯(lián)QoS特性以下三個方面:
(1)SSD可通過對讀、寫及混合讀寫的帶寬、IOPS性能的調(diào)控,達到對特定VF業(yè)務(wù)進行多維度控制;
(2)各VF的QoS指標可進行動態(tài)調(diào)配并實時生效;
(3)各VF之間的IO業(yè)務(wù)性能相互隔離,不因某一個VF的性能變化而導(dǎo)致其他VF性能的波動。
以下測試項在開源Linux KVM環(huán)境下對SR-IOV with QoS的功能進行驗證。
1.驗證環(huán)境
1.1 本次驗證硬件配置
類型 |
型號 |
硬件配置 |
服務(wù)器 |
2U2路服務(wù)器 |
CPU:Intel Xeon Gold 6336Y @2.4GHz |
內(nèi)存:12*16GB |
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存儲控制器:支持RAID 1(系統(tǒng)盤) |
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網(wǎng)卡:2*2端口25GE以太網(wǎng)卡 |
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硬盤 |
憶聯(lián)SSD |
系統(tǒng)盤:2*480GB SATA 數(shù)據(jù)盤:1*7.68 NVMe SSD FW8023(UH711a) |
1.2 本次驗證軟件配置
類型 |
型號 |
版本 |
操作系統(tǒng) |
CentOS(x86) |
7.6 |
磁盤壓力工具 |
FIO |
3.18 |
磁盤維護工具 |
Umtool |
1.0.2.0-4 |
1.3 本次驗證組網(wǎng)規(guī)劃
2.驗證方法
步驟1:安裝部署KVM虛擬化環(huán)境,創(chuàng)建虛擬機并安裝虛擬機操作系統(tǒng);
步驟2:服務(wù)器配置1塊UH711a,并創(chuàng)建8個VF 及NameSpace,并將NameSpace同VF綁定創(chuàng)建8個SR-IOV虛擬磁盤,再將8個虛擬磁盤掛載到8個 KVM 虛擬機上。
3.驗證結(jié)果
本次在VF QoS場景下驗證結(jié)果如下:
3.1 在對不同VF設(shè)置不同流量限制條件下,對QOS功能有效性的驗證
圖2:QoS功能在對不同VF設(shè)置不同流量限制下的帶寬及IOPS表現(xiàn)
對不同虛擬機下的VF1、VF8設(shè)置不同QoS,其中VF1和VF8的帶寬峰值流量分別為200M、300M ,IOPS峰值流量分別為1000、3000。在虛擬機內(nèi)部使用FIO工具進行性能測試,從圖2測試結(jié)果可看到VF1和VF8在不同業(yè)務(wù)場景下性能得到了較好發(fā)揮,VF1及VF8的讀寫帶寬及IOPS與峰值流量QoS最大相差不超過3% 。
由此可見,憶聯(lián)UH7系SSD的QoS功能在對不同VF設(shè)置不同流量指標的場景中可保持性能穩(wěn)定發(fā)揮。
3.2 在VF狀態(tài)變化的條件下,對QOS功能有效性的驗證
圖3: QoS功能在VF狀態(tài)變化下的帶寬及IOPS表現(xiàn)
為更好驗證VF狀態(tài)變化對QoS功能有效性的影響,在本次測試環(huán)境下,對不同虛擬機下的VF進行不同的峰值流量設(shè)置,并對其中一個VF進行offline操作,以觀察其他VF是否可達到設(shè)定的流量值,其中VF1、VF8帶寬限制為200M、300M,VF1、VF8 IOPS限制為1000、5000。
從圖3驗證結(jié)果可見,在VF1 offline時,不管是在IOPS還是帶寬上,VF8流量值都接近限制峰值,且在讀、寫、混合讀寫等場景下,不管是帶寬還是IOPS都基本與VF1 offline之前的結(jié)果相近,明顯驗證了在憶聯(lián)SR-IOV with QoS功能下的VF受到其他VF狀態(tài)影響較小,VF間具有一定性能隔離。
3.3在對不同VF設(shè)置不同帶寬的條件下,對QoS有效性的驗證
圖4: QoS功能在不同帶寬峰值限制下的表現(xiàn)
在本輪驗證中,在相同環(huán)境下,對8個不同虛擬機下的VF設(shè)置不同的QoS,以觀察不同虛擬機下的VF是否可達到設(shè)置的QoS值,其中VF1的帶寬峰值為50M,VF2至VF8依次增加50M,VF8帶寬峰值為400M。
通過測試發(fā)現(xiàn),UH7系SSD在對所有VF進行不同帶寬限制時,各VF帶寬流量在不同場景下相差較小,每個VF都可較好執(zhí)行QoS峰值設(shè)置,確保最佳使用體驗。
通過本次驗證可以看到,憶聯(lián)UH711a在SR-IOV 特性中使用了精細化的QoS控制,提供了多維度的QoS策略,可對每個VF讀、寫或混合讀寫的帶寬、IOPS進行靈活調(diào)配,避免因個別VF性能搶占導(dǎo)致的其他VF性能波動,滿足不同業(yè)務(wù)需求下的虛擬機存儲業(yè)務(wù)對性能的要求。 憶聯(lián)SR-IOV with QoS方案具有配置靈活、即插即用的特點,且可很好地適配上層應(yīng)用生態(tài),適合在云化數(shù)據(jù)中心場景下有高性能、低時延及低成本訴求的本地化閃存服務(wù)。
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