作者：范軍 （Frank Fan）新浪微博：@frankfan7   微信：GetToCloud

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在實(shí)戰(zhàn)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)之六Latnecy我們介紹Latency過(guò)高的原因和一些建議。本文重點(diǎn)分析Block Size對(duì)性能特別是latency的影響。

什么是Block Size？

Block Size這個(gè)詞在不同的語(yǔ)境中有不同含義。在此文中指的是在OS中運(yùn)行的應(yīng)用發(fā)出一個(gè)IO讀或?qū)懻?qǐng)求所傳送的數(shù)據(jù)單元的大小。無(wú)論你采用傳統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)，還是融合，超融合等架構(gòu)，IOBlock Size對(duì)性能都有影響。

如同下圖所示，一個(gè)IO請(qǐng)求比如搬一塊磚，磚塊的大小對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)架構(gòu)中的很多組件的負(fù)荷都有影響。比如HBA，存儲(chǔ)交換機(jī)，存儲(chǔ)系統(tǒng)的CPU等等，當(dāng)然存儲(chǔ)介質(zhì)本身對(duì)不同磚塊的處理能力也不同。

上圖摘自博客vmpete.com

為什么Block Size對(duì)存儲(chǔ)性能有很大影響？

對(duì)Throughput的影響：

Throught =  IOPsx  Block size

同樣是10IOPs，256K blocks 需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是4K Blocks 的64倍！那么自然會(huì)對(duì)存儲(chǔ)網(wǎng)路的帶寬以及存儲(chǔ)控制器的CPU消耗都有影響。

對(duì)時(shí)延Latency的影響

上圖摘自vmpete.com。 這是在采用存儲(chǔ)性能分析軟件PernixData  Architect之后，顯示了不同Block Size對(duì)Lantency的影響。可見(jiàn)當(dāng)Block Size大于64K時(shí)對(duì)Lantency的影響最大。

如何來(lái)應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)塊IO帶來(lái)的挑戰(zhàn)呢？

以前沒(méi)有工具或簡(jiǎn)單的方法可以很好了解應(yīng)用產(chǎn)生的Block Size。而且在常規(guī)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)中，并沒(méi)有太多顧及到應(yīng)用產(chǎn)生的Block Size,往往是根據(jù)一些假設(shè)條件來(lái)做出設(shè)計(jì)決定。即使在存儲(chǔ)陣列中采用閃存，其實(shí)并不能減少。大數(shù)據(jù)塊IO對(duì)HBA，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)以及存儲(chǔ)控制器產(chǎn)生的負(fù)荷。并且我們發(fā)現(xiàn)常規(guī)SSD硬盤處理大數(shù)據(jù)塊IO的性能并不理想。

利用IO BlockSize真實(shí)案例：

案例一：

某客戶發(fā)現(xiàn)應(yīng)用性能下降，經(jīng)排錯(cuò)發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)塊IO對(duì)Latency的影響極大。在不對(duì)后臺(tái)存儲(chǔ)有任何改變的情況下，采用PernixData FVP軟件和服務(wù)器端NVMe PCI閃存對(duì)存儲(chǔ)性能加速。極大的降低了大數(shù)據(jù)塊IO對(duì)Latency的影響。注意該用戶才用NVMe PCI閃存而不是常規(guī)SSD Drive。因?yàn)槌Ｒ?guī)SSD硬盤處理大數(shù)據(jù)塊IO的應(yīng)能并不好。

案例二：

某客戶發(fā)現(xiàn)很多應(yīng)用的性能下降。經(jīng)排錯(cuò)發(fā)現(xiàn)某SQL虛擬機(jī)產(chǎn)生非常多的大數(shù)據(jù)塊IO，對(duì)該SQL優(yōu)化后問(wèn)題解決。

案例三：

某云服務(wù)提供商在所有虛擬機(jī)中設(shè)置 Disk IO Limit，以防止共享環(huán)境中某些虛擬過(guò)度占用存儲(chǔ)資源。vSphere 5.5以后對(duì)mclock diskscheduler作了更改,對(duì)于block size大于32K的IO，從Disk IO limit這個(gè)角度上講，不在認(rèn)為該IO只是一個(gè)IO.  比如 256K blockSize IO會(huì)被認(rèn)為是8個(gè)IO。

了解應(yīng)用Block Size的大致情況，會(huì)對(duì)更好的設(shè)置Disk IOLimit有很大幫助。

Reference:

Viewing the impact of block sizes with PernixData Architect

Limit a VM from an IOps perspective