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本文描述了块存储性能的重要指标、不同块存储类型的性能、性能测试方式和结果解读。 衡量指标衡量块存储产品的性能指标主要包括：IOPS、吞吐量和访问时延。 IOPSIOPS是Input/Output Operations per Second，即每秒能处理的I/O个数，用于表示块存储处理读写（输出/输入）的能力。如果要部署事务密集型应用，典型场景比如数据库类业务应用，需要关注IOPS性能。 最普遍的IOPS性能指标是顺序操作和随机操作，如下表所示。 [td]IOPS性能指标 | 描述 | 总 IOPS | 每秒执行的I/O操作总次数。 | 随机读IOPS | 每秒执行的随机读I/O操作的平均次数 | 对硬盘存储位置的不连续访问。 | 随机写IOPS | 每秒执行的随机写I/O操作的平均次数 | 顺序读IOPS | 每秒执行的顺序读I/O操作的平均次数 | 对硬盘存储位置的连续访问。 | 顺序写IOPS | 每秒执行的顺序写I/O操作的平均次数 |
吞吐量吞吐量是指单位时间内可以成功传输的数据数量。 如果要部署大量顺序读写的应用，典型场景比如Hadoop离线计算型业务，需要关注吞吐量。
访问时延访问时延是指块存储处理一个I/O需要的时间。 如果您的应用对时延比较敏感，比如数据库（过高的时延会导致应用性能下降或报错），建议您使用ESSD云盘、SSD云盘、SSD共享块存储或本地SSD盘类产品。 如果您的应用更偏重存储吞吐能力，对时延相对不太敏感，比如Hadoop离线计算等吞吐密集型应用，建议您使用本地HDD盘类产品，如d1或d1ne大数据型实例。
性能以下是不同块存储产品的性能对比表。 云盘性能四种云盘的性能对比如下表所示。[td]参数 | ESSD云盘 | SSD云盘 | 高效云盘 | 普通云盘 | 单盘最大容量 | 32768 GiB | 32768 GiB | 32768 GiB | 2000 GiB | 最大IOPS | 1000000 | 25000* | 5000 | 数百 | 最大吞吐量 | 4000 MBps | 300 MBps* | 140 MBps | 30−40 MBps | 单盘性能计算公式** | IOPS = min{1800 + 50 * 容量, 1000000} | IOPS = min{1800 + 30 * 容量, 25000} | IOPS = min{1800 + 8 * 容量, 5000} | 无 | 吞吐量 = min{120 + 0.5 * 容量, 4000} MBps | 吞吐量 = min{120 + 0.5 * 容量, 300} MBps | 吞吐量 = min{100+ 0.15 * 容量, 140} MBps | 无 | 数据可靠性 | 99.9999999% | 99.9999999% | 99.9999999% | 99.9999999% | API名称 | cloud_essd | cloud_ssd | cloud_efficiency | cloud | 典型应用场景 | - OLTP数据库：如MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQL Server等关系型数据库
- NoSQL数据库：如MongoDB、HBase、Cassandra等非关系型数据库
- ElasticSearch分布式日志：ELK（Elasticsearch、Logstash和Kibana）日志分析等
| - PostgreSQL、MySQL、Oracle、SQL Server等中大型关系数据库应用
- 对数据可靠性要求高的中大型开发测试环境
| - MySQL、SQL Server、PostgreSQL等中小型关系数据库应用
- 对数据可靠性要求高、中度性能要求的中大型开发测试应用
| - 数据不被经常访问或者低I/O负载的应用场景（如果应用需要更高的I/O性能，建议使用SSD云盘）
- 需要低成本并且有随机读写I/O的应用环境
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* SSD云盘的性能因数据块大小而异，数据块越小，吞吐量越小，IOPS越高，如下表所示。只有挂载到I/O优化的实例时，SSD云盘才能获得期望的IOPS性能。挂载到非I/O优化的实例时，SSD云盘无法获得期望的IOPS性能。 [td]数据块大小 | IOPS最大值 | 吞吐量 | 4 KiB | 约25000 | 很小，远低于300 MBps | 16 KiB | 约17200 | 将近300 MBps | 32 KiB | 约9600 | 64 KiB | 约4800 |
** 单盘性能计算公式说明： - 以单块SSD云盘最大IOPS计算公式为例说明：起步1800 IOPS，每GiB增加30 IOPS，最高25000 IOPS。
- 以单块SSD云盘最大吞吐量计算公式为例说明：起步120 MBps，每GiB增加0.5 MBps，上限为 300 MBps的吞吐量。
不同云盘的单路随机写访问时延如下： - ESSD云盘：0.1−0.2 ms
- SSD云盘：0.5−2 ms
- 高效云盘：1−3 ms
- 普通云盘：5−10 ms
共享块存储性能2种共享块存储的性能对比如下表所示。 [td]参数 | SSD共享块存储 | 高效共享块存储 | 最大容量 | - 单盘：32768 GiB
- 单个实例：最大128 TiB
| - 单盘：32768 GiB
- 单个实例：最大128 TiB
| 最大随机读写IOPS* | 30000 | 5000 | 最大顺序读写吞吐量* | 512 MBps | 160 MBps | 单盘性能计算公式** | IOPS = min{1600 + 40 * 容量, 30000} | IOPS = min{1000 + 6 * 容量, 5000} | 吞吐量 = min{100 + 0.5 * 容量, 512} MBps | 吞吐量 = min{50 + 0.15 * 容量, 160} MBps | 典型应用场景 | - Oracle RAC
- SQL Server
- 故障转移集群
- 服务器高可用
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* 最大IOPS和吞吐量是在2个或2个以上实例同时压测裸设备能达到的性能数值。 ** 单盘性能计算公式说明： - 以单块SSD共享块存储最大IOPS计算公式为例：起步1600 IOPS，每GiB增加40 IOPS，最高30000 IOPS。
- 以单块SSD共享块存储最大吞吐量计算公式为例：起步100 MBps，每GiB增加0.5 MBps，上限为512 MBps的吞吐量。
不同共享块存储的单路访问时延如下： - SSD共享块存储：0.5−2 ms
- 高效共享块存储：1−3 ms
本地盘性能本地盘的性能信息，请参考 本地盘。
性能测试根据ECS实例的操作系统不同，您可以使用不同的工具测试块存储性能： - Linux实例：可以使用DD、fio或sysbench等工具测试块存储性能。
- Windows实例：可以使用fio、Iometer等工具测试块存储性能。
 | 说明 | | 在不同操作系统环境中，不同工具测试出来的硬盘基准性能会有差异。本文中所描述的性能参数，均为Linux实例下采用fio工具的测试结果，以此作为块存储产品性能指标参考。 |
本文以Linux实例和fio为例，说明如何使用fio测试块存储性能。在进行测试前，请确保块存储设备已经4 KiB对齐。  | 警告 | | 测试裸盘可以获得真实的块存储盘性能，但直接测试裸盘会破坏文件系统结构，请在测试前提前做好数据备份。建议您只在新购无数据的ECS实例上使用工具测试块存储性能，避免造成数据丢失。 |
测试随机写IOPS，运行以下命令： [backcolor=rgba(114, 118, 121, 0.3)]
fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=iotest -name=Rand_Write_Testing测试随机读IOPS，运行以下命令： [backcolor=rgba(114, 118, 121, 0.3)]
fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=randread -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=iotest -name=Rand_Read_Testing测试顺序写吞吐量，运行以下命令： [backcolor=rgba(114, 118, 121, 0.3)]
fio -direct=1 -iodepth=64 -rw=write -ioengine=libaio -bs=1024k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=iotest -name=Write_PPS_Testing测试顺序读吞吐量，运行以下命令： [backcolor=rgba(114, 118, 121, 0.3)]
fio -direct=1 -iodepth=64 -rw=read -ioengine=libaio -bs=1024k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=iotest -name=Read_PPS_Testing
下表以测试随机写IOPS的命令为例，说明命令中各种参数的含义。 [td]参数 | 说明 | -direct=1 | 表示测试时忽略I/O缓存，数据直写。 | -iodepth=128 | 表示使用AIO时，同时发出I/O数的上限为128。 | -rw=randwrite | 表示测试时的读写策略为随机写（random writes）。作其它测试时可以设置为： - randread（随机读random reads）
- read（顺序读sequential reads）
- write（顺序写sequential writes）
- randrw（混合随机读写mixed random reads and writes）
| -ioengine=libaio | 表示测试方式为libaio（Linux AIO，异步I/O）。应用程序使用I/O通常有两种方式： | -bs=4k | 表示单次I/O的块文件大小为4 KB。未指定该参数时的默认大小也是4 KB。 测试IOPS时，建议将bs设置为一个比较小的值，如本示例中的4k。 测试吞吐量时，建议将bs设置为一个较大的值，如本示例中的1024k。 | -size=1G | 表示测试文件大小为1 GiB。 | -numjobs=1 | 表示测试线程数为1。 | -runtime=1000 | 表示测试时间为1000秒。如果未配置，则持续将前述-size指定大小的文件，以每次-bs值为分块大小写完。 | -group_reporting | 表示测试结果里汇总每个进程的统计信息，而非以不同job汇总展示信息。 | -filename=iotest | 指定测试文件的名称，比如iotest。测试裸盘可以获得真实的硬盘性能，但直接测试裸盘会破坏文件系统结构，请在测试前提前做好数据备份。 | -name=Rand_Write_Testing | 表示测试任务名称为Rand_Write_Testing，可以随意设定。 |
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