文件系统性能测试

文件系统性能测试1 NAS系统应用环境文件系统性能测试首先需要了解其典型应用环境，根据实际应用场景，通过各种测试工具模拟相应的流量模型，进行性能测试。NAS通常应用于高效的文件共享中，为基于网络的文件级锁定，提供了高效的并发访问及写入、权限管理、数据保护等功能。一般认为，NAS在 Web、E-mail、数据库等小文件频繁读写的环境下性能优秀。2性能测试内容及方法2.1注意事项NAS性能测试组网中会涉及到客户端、网络、NAS设备、存储阵列（RAID LUN）、磁盘等，这每一个组成部分都可能对最终的性能测试结果造成一定影响，所以我们在测试性能过程中一定要特别关注这点。在做性能对比测试时，也需要详细记录每个模块的各项配置，以便得到准确的对比结果。1、 客户端硬件配置：需要确保客户端硬件配置能符合测试需求，即访问CIFS或NFS数据时不能产生过载，否则也会影响性能；参数配置：分别针对CIFS和NFS客户端有不同的设置l CIFS客户端可能涉及到是否支持SMB2l NFS客户端涉及到mount时的各参数rsize、wsize、async、sync等rsize客户端每次从NFS服务器读取数据时的大小，在没有拥塞的情况，增大该值能提高传输速度。比如一个64KB的文件，rsize=16KB时需要传4次；rsize=32KB时就只要2次。wsize客户端每次往NFS服务器写数据时的大小。对性能的影响类似rsize。这两个size和TCP层的重传也有关系，我们会在NAS性能分析时详解。async数据存入cache即算写操作完成。可以提高性能，但有一定安全问题。sync数据要存入硬盘才算写操作完成，影响性能。该参数还会强制wsize变成一个page的大小。2、 网络实验室测试时网络布局相对简单，通常未考虑3、 NAS设备l 需要考虑NAS这一层是否对客户端的数据块做拆分等，以及相应的参数设置l 创建NAS卷（即类型为NAS的LV）时是否考虑了最优的后端存储布局，比如一个NAS卷分别在一个或者几个RAID LUN上4、 存储阵列（RAID LUN）存储阵列考虑RAID级别，组成的磁盘个数、cache相关设置等5、 磁盘 需要考虑单个磁盘的负载能力、避免磁盘性能成为整个性能的瓶颈2.2测试方法与传统SAN性能测试一样，NAS性能测试也可借助各类测试工具进行；在熟悉测试工具后可根据实际情况实施自动化测试。文件系统的性能测试主要测试在不同负载情况下的性能（IOPS/吞吐量、IO响应时间等），负载一般包括小文件、大文件、海量目录、email server、fileserver、videoserver、webserver、监控等应用，产生IO负载的工具可采用Iozone、Postmark、filebench、dd、Iometer、Fio、mdtest等，另外可用监控DA测试来环境测试性能。 测试工具（如Iozone）可以模拟多线程并发IO，但是考虑客户端自身的负载，测试时还是需要搭建多个客户端实施测试，这个就可以依赖自动化来实现，批量创建多个客户端的IO测试。另外Iozone的多线程IO可以应用于集群测试，则只需要在集群server端配置即可。2.3测试工具 在实际测试中，可根据其应用范围、可操作性、是否可自动化等特性来选定合适的测试工具。但被普遍应用的还是Iozone测试工具，在测试过程中，可以以此测试工具为主，辅助其它各种测试工具，可对比测试结果。测试工具中除了我们较熟悉的dd、Iometer、Fio外，将简单介绍其它几种。（1）Iozone测试工具Iozone是目前应用非常广泛的文件系统测试标准工具，它能够产生并测量各种的操作性能，包括read/re-read、write/re-write、random read/write、read backwards、read strided、fread、fwrite、pread、mmap、aio_read、aio_write等操作，实际测试中比较常用的还是read/re-read、write/re-write、random read/write。Iozone目前已经被移植到各种体系结构计算机和操作系统上，广泛用于文件系统性能测试、分析与评估的标准工具。（2）Postmark测试工具Postmark是由著名的NAS提供商NetApp 开发，用来测试其产品的后端存储性能。Postmark主要用于测试文件系统在邮件系统或电子商务系统中性能，这类应用的特点是：需要频繁、大量地存取小文件。Postmark 的测试原理是创建一个测试文件池。文件的数量和最大、最小长度可以设定，数据总量是一定的。创建完成后， Postmark 对文件池进行一系列的事务操作，根据从实际应用中统计的结果，设定每一个事务包括一次创建或删除操作和一次读或添加操作，在有些情况下，文件系统的缓存策略可能对性能造成影响， Postmark 可以通过对创建 / 删除以及读 / 添加操作的比例进行修改来抵消这种影响。事务操作进行完毕后， Postmark 对文件池进行删除操作，并结束测试，输出结果。 Postmark是用随机数来产生所操作文件的序号，从而使测试更加贴近于现实应用。输出结果中比较重要的输出数据包括测试总时间、每秒钟平均完成的事务数、在事务处理中平均每秒创建和删除的文件数，以及读和写的平均传输速度。（3）Filebench测试工具Filebench一般被用来测试文件服务器的性能，但由于它同时也是一款负载自动生成工具，所以也可用于文件系统的性能测试。Filebench通过快速模拟真实应用服务器的负载来测试文件系统的性能，不仅可以仿真文件系统微操作（如 copyfiles、createfiles、randomread、 randomwrite ），而且可以仿真复杂的应用程序（如 varmail, fileserver, oltp, dss, webserver, webproxy等 ）。（4）mdtest测试工具mdtest是一款针对服务器元数据处理能力的基准测试工具，可以用来模拟对文件或目录的open、stat、close操作，然后返回报告。它支持MPI，可以用来协调大量客户端对服务器发起请求（5）其它测试工具Iometer、dd、Fio测试工具不仅可测试块设备的性能，也可用来测试文件系统的性能。Fio是一个非常灵活的IO测试工具，支持各种引擎(sync、mmap、 libaio、posixaio、SG v3、 splice、null、network、syslet、guasi、 solarisaio等)，可以通过多线程/进程模拟各种IO操作。Fio还提供了丰富的配置选项，包括块大小、引擎、cache 方式、文件读写方式、测试文件的大小分布等。3 附录Iozone测试工具使用说明第3页，共3页