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互联网场景下闪存优化测试和应用


【编者的话】闪存在这几年存储领域发展非常快,应用也越来越广泛,如何能更好的使用闪存,本次分享讲一些闪存相关的优化和应用。

闪存应用场景

  • 数据库

  • NoSQL

  • 分布式存储

  • CDN

  • 公有云存储

综合上面几种场景看,闪存主要适合有比较高的随机IO需求和带宽需求的场景。场景选择上,也是要发挥闪存的长处。目前上面业务中 未来几年发展比较快的会是在公有云存储这一部分。下图就是某厂商云盘对比,可以看到闪存的价格已经很接近机械硬盘了,而单从每IOPS成本看,性价比会更高。

闪存优化测试和应用

闪存概述

固态硬盘,不过可以从广义理解,从2010年开始在互联网行业大规模应用,性能和稳定性已经得到大规模集群线上验证,应用场景已经非常广泛。当然闪存的IOPS比传统机械硬盘高几个数量级,但是更核心的还是在延迟降低上,优势更大。

闪存优化测试和应用

上图就很好的说明了,闪存在访问延迟上的提升。

提到闪存,不得不提到闪存里非常基础的组件NAND。NAND分类现在也是非常多。

闪存优化测试

测试

我们为什么要做测试呢?

  • 了解产品

  • 了解自己

  • 优化自己

  • 优化成本模型

所以说面对如此多的厂商和产品,如何做到更高效的测试 是一个很重要的问题。虽然现在大家都开始转向云服务,直接接触硬件产品并不多,但是云厂商的测试依然是很重要的一部分。

测试很Low吗?

  • 测试很简单?

  • 没科技含量?

  • 测试很无聊?

闪存优化测试

上图是我们需要了解的存储技术栈。

测试准则:

  • 明确目标

  • 高效

  • 完备性

  • 可量化

  • 可对比

  • 产出

测试过程:

  • 明确测试需求

  • 明确测试目标

  • 选择测试工具和测试模型

  • 制定测试计划

  • 测试过程跟踪

  • 测试数据验证

  • 测试报告

测试工具:

  • IO层面:fio,sysbench,iometer,dd等

  • OLTP:sysbench,TPC-C

  • 辅助工具:tcpcopy,tcprstat,pt-log-player

SysBench:

  • 开源的多线程性能测试工具

  • 支持CPU IO Mutex OLTP等测试

  • 可以lua脚本定制测试用例

  • 常用的insert select和oltp三种场景

测试痛点:

  • 重复工作很多

  • 标准不统一

  • 测试周期很长

  • 人工成本高

  • 测试期间异常处理

  • 测试数据处理和测试报告

解决痛点首先就是规范化,主要是以下几方面:

  • 测试目标标准化

  • 测试工具标准化

  • 测试流程标准化

  • 测试报告标准化

自动化测试流程:

  • 自动化测试框架

  • 基于Python

  • 包含整体标准测试流程

  • 覆盖主流测试工具

  • 数据处处理和生成报表

  • 定制测试计划

下图是测试流程图

闪存应用

自动化的好处也是显而易见的:

  • 大大节省了人力

  • 提高测试效率

  • 测试的更加完整

  • 有精力做更深入的测试优化

测试闪存需要注意的几点:

  • 我们需要的性能是steady state

  • OP

  • NAND

  • 全盘写

  • 测试时间不能太短

  • 性能抖动

  • 监控

闪存

MySQL测试的一些问题:

  • 测试数据集大小,至少要过亿

  • 和内存buffer比例,要看在小cache下的性能

  • 物理读

  • 事务复杂度

  • 多表并发

系统层面的一些注意点:

  • 文件系统:Ext4 xfs

  • IO调度算法

  • IO cpu affinity

  • Scsi-mq/blk-mq(新内核特性)

 

测试优化结合

InnoDB压缩测试:

  • InnoDB内置压缩

  • 基于zlib库

  • 理论可以达到50%左右的压缩比

  • 但是性能有损失

  • CPU时间换存储空间

  • 对SSD寿命有好处

  • 如何用好呢?

闪存应用

基于我们之前的测试过程,我们可以得到结论,InnoDB压缩比在50%左右,对写入性能损失比较大, 损失比例在70%左右。根据这个结论,我们就可以针对我们线上业务选择是否需要使用InnoDB压缩。

TokuDB:

  • MySQL的一个存储引擎,支持事务 ACID 特性

  • 支持多版本控制(MVCC)

  • 基于Fractal Tree Index,非常适合写入密集场景

  • 高压缩比

  • 原生支持Online DDL

  • 主流分支都支持

  • 收费 转开源

闪存

这是我们测试结果,可以看到TokuDB更好的压缩比和更好的写入稳定性,当然代价就是更高的CPU消耗。

总结

  • 现在不再是性能为王的时代

  • 真正了解自己需求才是更重要的

  • 发掘闪存性能,软硬件结合

  • 拓展闪存应用空间

  • 做真正有价值的事情

  • 如何做到更好的软硬件结合(其实现在硬件是超前于一些软件的)

闪存优化

以此图结尾,不要只活在当下,要勇敢的接受新技术,勇于试错,当然试错成本和收益也要评估和可控的。其实很多技术理解透彻了,可能并没有别人说的“邪恶”。

以上内容根据2016年7月5日晚微信群分享内容整理。分享人杨尚刚,熊猫TV DBA,前新浪高级数据库工程师,负责新浪微博核心数据库架构改造优化,以及数据库相关的服务器存储选型设计。DockOne每周都会组织定向的技术分享,欢迎感兴趣的同学加微信:liyingjiesz,进群参与,您有想听的话题或者想分享的话题都可以给我们留言。

文章出处:http://dockone.io/article/1518?utm_source=tuicool&utm_medium=referral


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