Rychlý výpočet IOPS úložných systémů pro virtuální infrastrukturu. Co je IOPS a jak jej vypočítat

). V každém případě, bez ohledu na měřicí program, parametr IOPS zveřejněný výrobcem v průvodní dokumentaci nezaručuje stejný výkon v reálných podmínkách.

IOPS se měří pomocí programů, jako je Iometer, původně vyvinutý společností Intel, stejně jako IOzone, FIO a CrystalDiskMark.

Tento indikátor především pomáhá určit nastavení zařízení, na kterém se zobrazuje maximální výkon. Přesná hodnota parametru se může systém od systému značně lišit v závislosti na podmínkách běhu benchmarku, včetně poměru čtení a zápisu, sady čtecích bloků pro sekvenční a náhodný přístup, počtu vláken a hloubky vzorkování a také samotná velikost bloku. Existují další faktory, které ovlivňují výsledek měření IOPS, včetně nastavení systému, ovladače zařízení, spuštěných aplikací Pozadí atd. Před provedením testu si navíc musíte přečíst doporučení výrobce pro správné provedení testu.

Specifikace výkonu

Sekvenční a náhodný přístup k paměťovým médiím

Hlavními měřenými veličinami jsou operace s lineárním (sekvenčním) a náhodným (náhodným). Lineární operace čtení/zápisu, ve kterých jsou části souborů čteny postupně, jedna po druhé, znamenají přenos velkých souborů (více než 128 K). Během náhodných operací jsou data čtena náhodně různé oblasti média, jsou obvykle spojeny s velikostí bloku 4 KB.

Níže jsou uvedeny hlavní charakteristiky:

Pro pevné disky a dalších elektromechanických úložných zařízení závisí IOPS s náhodným přístupem především na době vyhledávání zařízení, zatímco u SSD a úložných systémů na nich založených závisí počet IOPS především na činnosti interního mikrokontroléru a rychlosti paměťového rozhraní. U obou typů zařízení udává počet IOPS v linkových operacích (při velké velikosti bloku) maximální propustnost, které lze na zařízení dosáhnout. Obvykle je jednodušší zobrazit lineární IOPS v MB/s:

IOPS *Block_size_in_bytes = Bytes_per_second(obvykle převedeno na MB/s)

Zatímco tradiční pevné disky mají přibližně stejný počet IOPS pro zápis i čtení, většina SSD na bázi NAND flash modulů má výrazně nižší IOPS pro zápis než pro čtení z důvodu nemožnosti zápisu přímo do buňky. Předtím musíte provést úklidovou proceduru (tzv. Garbage Collection).

Příklady

Přibližné hodnoty IOPS pro pevné disky:

přístroj Typ IOPS Rozhraní
Disky SATA 7 200 ot./min HDD ~75-100 IOPS SATA 3 Gb/s
Disky SATA 10 000 ot./min HDD ~125-150 IOPS SATA 3 Gb/s
Disky SAS 10 000 ot./min HDD ~140 IOPS SAS
Disky SAS 15 000 ot./min HDD ~175-210 IOPS SAS

Přibližné hodnoty IOPS pro SSD

Viz také

Odkazy

Software pro měření výkonu
  • Iometer projekt - oficiální internetové stránky projektu Iometer.
  • CrystalDiskMark - internetové stránky projektu CrystalDiskMark.
články
  • Co je IOPS a co ukazuje - článek pc-hard.ru, 2011.
  • Rychlý výpočet IOPS úložných systémů pro virtuální infrastrukturu - článek, 2010.
  • O výkonu: IOPS vs. MB/s – článek blog.aboutnetapp.ru, 2007.

Nadace Wikimedia. 2010.

Podívejte se, co je "IOPS" v jiných slovnících:

    IOPS- (anglicky Input/Output Operations Per Second, Instrucciones de Entrada/Salida Por Segundo), je jednoznačný benchmark používaný pro střední a pro diskotéky duros, unidades de estado sólido (SSD), paměti RAM a další formy de… … Wikipedia Español

    RAM mechanika, RAM disk (disk v paměti), elektronický disk počítačová technologie, což vám umožňuje ukládat data vysokou rychlostí paměť s náhodným přístupem jako na blokovém zařízení (disku). Lze implementovat jak v softwaru, tak v hardwaru... ... Wikipedie

    I/O-výkon

    Vstupní/Výstupní výkon- Vstupně/výstupní operace za sekundu, kurz IOPS, je srovnávacím měřítkem pro elektronické datové zdroje. Sie gibt an wieviel Ein und Ausgabe Befehle pro Sekunde durchgeführt werden können. Dabei kann die Angabe genauer spezifiziert werden: Celkem ... Deutsch Wikipedia

HyperX je divize společnosti Kingston Technology, která se specializuje na výrobu vysoce výkonných produktů zaměřených na hráče a nadšence. Vyrábí rychlé moduly RAM, SSD disky, USB flash disky a počítačové náhlavní soupravy. Dnes jsem dostal k testování jeden z produktů z této řady - SSD HyperX FURY 240 GB.

Tvarový faktor:
2,5 palce
Rozhraní:
SATA 3.0 (6 Gbit/s), zpětná kompatibilita se SATA 2.0
Kapacita:
240 GB
Ovladač:
SandForce® SF-2281
Základní výkon:
Komprimovaný přenos dat (ATTO) - 500 MB/s (čtení) a 500 MB/s (zápis)
Nekomprimovatelný přenos dat (AS-SSD a CrystalDiskMark):
470 MB/s (čtení) a 220 MB/s (zápis)
Maximální rychlost čtení/zápisu 4KB náhodných bloků:
až 84 000/až 41 000 IOPS
Rychlost čtení/zápisu 4KB náhodných bloků:
až 22 000/až 41 000 IOPS
Hodnocení PCMARK® Vantage HDD Suite:
60000
Skóre šířky pásma úložiště PCMARK® 8:
180 MB/s
Celkový počet zapsaných bajtů (TBW):
641 TB 2,5 DWPD
Spotřeba energie:
0,31 W nečinný / 0,35 W průměr / 1,65 W (Max) Čtení / 2,76 W (Max) Zápis
Skladovací teplota:
-40 °C až 85 °C
Pracovní teplota:
od 0 °C do 70 °C
Velikost:
69,8 x 100,1 x 7 mm
Vibrace během provozu:
2,17 G (špička) při 7-800 Hz
Vibrace při nečinnosti:
20 G (špička) při 10-2000 Hz
Očekávaná životnost:
1 000 000 hodin (střední doba mezi poruchami)
Záruka/podpora:
tříletá záruka a bezplatná technická podpora

Obsah dodávky. Vzhled.

Jako většina produktů Kingston je i hrdina naší dnešní recenze dodáván v kartonových a plastových obalech, jejichž neoprávněné otevření bude okamžitě patrné. Potenciální kupec si tedy může být 100% jistý, že nakupuje absolutně nový výrobek. Kombinace červené a černé barvy plně koresponduje s názvem pohonu - Fury (anglicky rage) a nutí vás vnímat obsah nádoby jako něco rychlého a silného.
Přední strana balení poskytuje základní informace o SSD. Jsou indikovány následující indikátory: kapacita, maximální rychlost čtení a zápisu, informace o 3leté záruce a také připojovací rozhraní - SATA 3.0. Navíc se říká, že tato instance je 16krát rychlejší než obvykle pevný disk s otáčkami vřetena 7200 ot./min.

Zadní strana také obsahuje informace o pohonu.

Konkrétně se říká, že SSD zvyšuje rychlost načítání aplikací a her na něm nainstalovaných. Uvádí se, že jednotka je určena pro použití v pracovních a domácích počítačích a přenosných počítačích, ale není vhodná pro použití v serverových stanicích (kvůli nízkým zdrojům). Skutečná kapacita dostupná uživateli je menší než deklarovaná. Pro ty, kteří se diví proč, Kingston je přesměruje na jejich web. Bohužel odkaz poskytuje pouze informace o anglický jazyk. Důvod tohoto „incidentu“ je zcela jasně uveden v ruštině na Wikipedii.
Seznámení s kompletní informace V rámci záruky Kingston můžete opět navštívit oficiální stránky.
Ve spodní části je navíc naznačeno, že disk používá řadič LSI SandForce a je umístěna nálepka s označením.

Po otevření balíčku nalezneme několik dalších informací o záruce v několika jazycích. Nechybí ani ruština.

Samotný balíček je dost asketický. Uvnitř plastového kontejneru je samotný SSD, rámeček s oboustrannou páskou pro možnost instalace disku do zařízení využívajících pevné disky o tloušťce 9,5 mm a také samolepka. Výrobce nepovažoval za nutné hýčkat kupujícího adaptérem na 3,5", šrouby pro upevnění a další vychytávky. Ale to je pochopitelné, špičkové konfigurace nejsou vlastní rozpočtovým řešením.

Pouzdro je celé vyrobeno z kovu, což přispívá k efektivnějšímu odvodu tepla a dodává konstrukci pevnost.
Horní část jednotky je téměř celá pokryta nálepkou, která poskytuje nejen základní informace o zařízení, ale také slouží jako záruční nálepka, jejíž odstranění zaniká.

Pod nálepkou jsou čtyři šrouby, které lze vyšroubovat pouze šroubovákem s bitem Torx T-6H. Neměl jsem ho, takže jsem se neobtěžoval ho rozebírat. Pokud by to někoho zajímalo, tak pod krytem najdete 16 paměťových čipů po 16 GB a řadič LSI SandForce SF-2281. Uživatel má přístup k 240 GB místo 256 kvůli skutečnosti, že 16 GB je přiděleno pro rezervní oblast, která je potřebná pro prodloužení životnosti disku.

Na zadní straně není nic pozoruhodného. Jsou tam otvory pro montáž.

Napájecí a datové konektory jsou vcelku standardní.

Tloušťka pohonu 7 mm vám umožňuje rozšířit rozsah jeho použití.

Testovací konfigurace:

Procesor................................Intel Core i5-3570
Základní deska...................Gigabyte GA-Z77-DS3H
RAM...................................Corsair Dominator Platinum CMD16GX3M4A2666C11 @ 2200 MHz
SSD ........................................Corsair Force GS 128 GB
Napájení........................Corsair AX760i
Operační systém ............... Windows 7 x64

Testování. Obecné dojmy.

Po zformátování se uživateli zpřístupní 223 GB.

Pojďme se podívat na charakteristiky pomocí utility CrystalDiskInfo.

Již z výroby má naše kopie nejnovější firmware.
Jednotky založené na SandForce mohou data před zápisem komprimovat. Na jednu stranu to umožňuje prodloužit životnost SSD snížením počtu záznamů, na druhou stranu ale můžeme pozorovat pokles výkonu při práci se špatně komprimovanými daty.
Pojďme si toto tvrzení ověřit v praxi pomocí programu CrystalDiskMark.
Levý sloupec bude obsahovat testy s výchozím nastavením a pravý sloupec bude obsahovat testy s dobře komprimovanými daty.






Takže první tři řádky v každém testovacím okně jsou pro nás nejzajímavější. Horní řádek (sekvenční čtení/zápis) odráží práci při běžném kopírování souborů (hudba, video, archivy atd.). Ale druhý a třetí řádek (náhodné čtení/zápis bloků 512 a 4 KB) simulují práci operační systém.
Jak vidíme, rychlost sekvenčního čtení při práci s malými soubory je výrazně nižší než u velkých. Zároveň při náhodném čtení/zápisu 4 KB bloků výkon naopak klesá s rostoucí velikostí testovacího souboru.
Rychlost záznamu při práci s nestlačitelnými daty klesla 2x, což se dalo očekávat a při práci s komprimovatelnými daty se ukazatele rychlosti blíží maximu dle specifikace. Výrobce tyto nuance popsal v Technické specifikace na oficiálních stránkách, ale na obalu je uvedena pouze maximální rychlost bez uvedení podmínek testování.
Oproti normálu pevný disk, pak výkon SSD vypadá velmi působivě, rozdíl ve výkonu PC si bezpochyby každý uživatel všimne.
Pokračujme v testování pomocí utility AS SSD Benchmark. Data zde nejsou komprimována, takže ukazatele výkonu jsou pod maximem, jako v předchozím případě.

Navíc můžete vidět, jak rychle bude disk pracovat s hrami, programy a kopírováním velkých souborů (obraz ISO).

Rychlosti nejsou omezující, ale celkem přijatelné.
Doplňme testování o hodnoty AIDA64 Extreme.
Při lineárním čtení je v grafice jedna nekritická chyba:

Kontrola doby přístupu ukázala vynikající výsledky:

Čtení z vyrovnávací paměti není problém:

Náhodné čtení, s výjimkou několika poklesů v grafice, poskytlo dobré ukazatele výkonu:

Pojďme dokončit kontrolu našeho SSD pomocí programu, ve kterém podle výrobce jednotka vykazuje maximální výsledky:

A zde vše do sebe zcela zapadá. Dobře komprimovaná data = vysoké výsledky (dokonce vyšší, než tvrdí Kingston).
Teplota během testování nevystoupila nad 33 stupňů Celsia a v době nečinnosti se pohybovala i kolem 27 stupňů. To je velké plus, protože... SSD nezahřívá vnitřní prostor PC.

Závěry.

Kingston se vydal cestou nejmenšího odporu instalací řadičů SandForce do svých disků kvůli atraktivním licenčním podmínkám. SandForce funguje skvěle s komprimovatelnými daty, ale selhává při nahrávání souborů, které se obtížně komprimují. Ukazatele rychlosti přitom zůstávají na úrovni SSD disků na podobném řadiči jiných výrobců. Dostatečně velký objem testovaného disku umožňuje díky snížené zátěži paměťových buněk vydržet déle než méně kapacitní. Výrobce poskytuje záruku 3 roky, ale při typickém používání a 10+ letech by měl disk fungovat bez problémů. Například za posledních šest měsíců jsem měl na svém systémovém SSD zapsáno pouze 700 GB.
Koupit SSD disk jako alternativa k běžnému HDD nebo k němu? Nepochybně ano. Mám si koupit HyperX FURY? Vše závisí na ceně. Cenovky se mohou v různých maloobchodních prodejnách výrazně lišit. Celkově se jedná o vysoce kvalitní produkt s poměrně vysokou rychlostí. Většina nezkušených uživatelů bude po použití běžných HDD příjemně překvapena odezvou PC. Například načtení operačního systému trvá asi 14-17 sekund (v závislosti na počtu programů při startu), spouštění jakýchkoli programů a her se také děje v řádu sekund. No a co ještě člověk potřebuje, aby byl šťastný?

Podle našich pozorování nedává posouzení výkonu úložného systému v IOps přesnou představu o výkonu tohoto úložného systému při zatížení v úlohách 1C a důrazně doporučujeme nepoužívat IOps k výpočtu zařízení.

Naopak takové hodnocení může vytvářet mylný dojem o vysokém výkonu diskového subsystému, zatímco při použití v produktivních podmínkách se může ukázat, že úložný systém je nedostatečně výkonný.

Dokážete například říct, co přesně „operace“ dělá z metriky IOps? Jak velká jsou čtená/zapisovaná data? Je správné porovnávat IOps pro běžné pevné disky a SSD? Jak metody pro výpočet IOps zohledňují zpomalení rychlosti na SSD, když se opotřebovává nebo když je na SSD málo? volný prostor? Můžete mi říct rozdíl mezi Raw IOPS a Functional IOPS?

Poznámka. Total Raw IOPS = Rychlost disku IOPS * Počet disků
Funkční IOPS =(((celkový nezpracovaný IOPS×zápis %)/(trest RAID))+(celkový nezpracovaný IOPS×přečtení %)

Jste si tím jistý? různé programy Poskytnou vám měření IOPS stejné výsledky?

Programy pro měření IOPS

IOmeter - test IOPS
IOzone - test IOPS
FIO - IOPS test
CrystalDiskMark - test IOPS
SQLIO - sada testů pro výpočet výkonu (IOPS, MB, Latency) pro databázové servery
wmarow - kalkulačka skupiny RAID na základě výkonu IOPS

Nebo si také řekněme, zda metoda výpočtu IOps přesně zohledňuje dobu odezvy disku a propustnost?

Abyste pochopili, proč není vše jednoduché, musíte zvážit jednoduchý příklad a analogii.
Po silnici se musí z bodu A do bodu B přesunout velké množství lidí. Jsou dvě možnosti: převezeme je osobními auty nebo je posadíme do autobusů. Kapacita silnic bude samozřejmě vyšší, pokud budou lidé přepravováni autobusy, tedy ve „velkých blocích“. Způsoby veřejné dopravy však obvykle kolidují s jednotlivými cíli a trasami. Je dobré, když máme obrovský závod v B, kam směřuje hlavní tok z A. Všechny „byty“ můžeme naložit do jednoho velkého balíkového autobusu u vchodu a vyložit na zastávce u závodu, kde všechny naše „bajty“ jsou skutečně odeslány.
Pokud však naše bajty nejdou do továrny, ale cestují na individuální a nezávislé podnikání - „operace“, každá s individuální trasou, pak je doručujeme „autobusem“ – velký balík naopak povede k velkým ztráty času. V tomto případě bude přeprava jednotlivými vozidly výhodnější. Celková kapacita silnice zaplněné jednotlivými „balíky“ – automobily vezoucími každý několik bajtů, však bude samozřejmě nižší než při přepravě velkým balíkem – „autobusem“.
Tím pádem zvýšit šířku pásma v MB/s v důsledku zvětšování paketů vede k poklesu IOPS a naopak , zvýšení počtu operací za sekundu u „cestujících dodaných k cíli“ naší styčné silnice, přeplněné auty, vede ke snížení její propustnosti v MB/s. Nemůžete současně dosáhnout vysokých úrovní IOPS a MB/s jednoduše fyzikální vlastnosti stávající zařízení.
Buď velké „autobusové“ balíčky a je jich málo („operací za sekundu“), nebo malé jednotlivé „automobilové“ balíčky, z nichž každý provádí samostatnou „operaci“ pro doručení dat, ale zaplňuje celou silnici a celkově lidské provoz je v důsledku toho malý.

Výběr potřebných metrik je ovlivněn povahou přístupu k datům. Lineární přístup na disk bez vláken nelze srovnávat s vysoce souběžným a nejednotným náhodným přístupem na disk.

K hodnocení výkonu využíváme pozorování aktuálního systému a úrovně vytížení zařízení a také fronty na něm při špičkách zatížení.

IOPS(počet vstupně/výstupních operací – z anglického Input/Output Operations Per Second) je jedním z klíčových parametrů při měření výkonu systémů pro ukládání dat, pevných disků (HDD), SSD (Solid State Drive) a síťových úložišť ( SAN).

Ve skutečnosti, IOPS je počet bloků, které lze spočítat nebo zapsat na médium.Čím větší je velikost bloku, tím méně bloků tvoří soubor a tím nižší bude IOPS, protože čtení většího bloku zabere více času.

To znamená, že k určení IOPS potřebujete znát rychlost a velikost bloku operace čtení/zápisu. Parametr IOPS se rovná rychlosti dělené velikostí bloku operace.

Specifikace výkonu

Hlavními měřenými veličinami jsou operace s lineárním (sekvenčním) a náhodným (náhodným).

Lineární operace čtení/zápisu, ve kterých jsou části souborů čteny postupně, jedna po druhé, znamenají přenos velkých souborů (více než 128 K). Náhodné operace čtou data náhodně z různých oblastí média a jsou obvykle spojeny s velikostí bloku 4 KB.

Níže jsou uvedeny hlavní charakteristiky:

Přibližné hodnoty IOPS

Přibližné hodnoty IOPS pro pevné disky.

přístroj

Typ

IOPS

Rozhraní

Disky SATA 7 200 ot./min

HDD

~75-100 IOPS

SATA 3 Gb/s

Disky SATA 10 000 ot./min

HDD

~125-150 IOPS

SATA 3 Gb/s

Disky SAS 10 000 ot./min

HDD

~140 IOPS

SAS

Disky SAS 15 000 ot./min

HDD

~175-210 IOPS

SAS

Přibližné hodnoty IOPS pro SSD.

Pokuta za RAID

Jakékoli operace čtení, které jsou prováděny na discích, nepodléhají žádnému postihu, protože pro operace čtení lze použít všechny disky. Všechno je ale obrácené operacemi zápisu. Počet postihů za zápis závisí například na typu zvoleného pole RAID.

V RAID 1 pro data zapsaná na disk probíhají dvě operace zápisu (jeden zápis na každý disk), a proto má RAID 1 dvě penalizace.

V RAID 5 proběhnou k zápisu dat 4 operace (čtení existujících dat, parita RAID, zápis nových dat, zápis nové parity), takže penalizace v RAID 5 je 4.

Tato tabulka ukazuje hodnotu trestu pro běžně používané konfigurace RAID.

Charakteristika pracovní zátěže

Výkon pracovní zátěže je obecně považován za procento čtení a zápisů, které aplikace generuje nebo vyžaduje. Například v prostředí VDI je procento IOPS považováno za 80-90 % zápisu a 10-20 % čtení. Pochopení charakteristik pracovního zatížení je nejdůležitějším faktorem, protože určí optimální RAID pro vaše prostředí. Aplikace náročné na zápis jsou dobrými kandidáty pro RAID 10, zatímco aplikace náročné na čtení lze umístit na RAID 5.

Výpočet IOPS

Existují dva scénáře pro výpočet IOPS.
Jeden scénář je, když máme určitý počet disků a chceme vědět, kolik IOPS tyto disky vyrobí?
Druhý scénář, kdy víme, kolik IOPS potřebujeme, a chceme vypočítat požadovaný počet disků?
Scénář 1: Výpočet IOPS na základě určitého počtu disků
Představme si, že máme 20 450GB 15k RPM disků. Zvažte dva scénáře zátěže 80 % zápis-20 % čtení a další scénář s 20 % zápis-80 % čtení. Spočítáme také počet IOPS pro RAID5 i RAID 10.

Vzorec pro výpočet IOPS:

Total Raw IOPS = Rychlost disku IOPS * Počet disků
Funkční IOPS =(((celkový nezpracovaný IOPS×zápis %)/(trest RAID))+(celkový nezpracovaný IOPS×přečtení %)

Existuje definice surového IOPS a funkčního IOPS; funkční proudy IOPS jsou ty IOPS, které zahrnují penalizace RAID, a to jsou „skutečné“ IOPS.

Nyní zapojme čísla a uvidíme, co se stane.

Celkový nezpracovaný IOPS= 170*20 = 3400 IOPS (jeden disk s rychlostí 15 000 otáček za minutu dokáže vyprodukovat průměrně 170 IOPS)

Pro RAID-5
Možnost 1 (80 % zápis, 20 % čtení) Funkční IOPS = (((3400*0,8))/(4))+(3400*0,2) = 1360 IOPS
Možnost 2 (20 % zápis 80 % čtení) Funkční IOPS = (((3400*0,2))/(4))+(3400*0,8) = 2890 IOPS
Pro RAID-1
Možnost 1 (80 % zápis, 20 % čtení) Funkční IOPS = (((3400*0,8))/(2))+(3400*0,2) = 2040 IOPS
Možnost 2 (20 % zápis 80 % čtení) Funkční IOPS = (((3400*0,2))/(2))+(3400*0,8) = 3100 IOPS
Scénář 2: Počítání počtu disků pro dosažení určitého počtu IOPS
Uvažujme situaci, kdy potřebujeme určit typ RAID a počet disků, abychom dosáhli určitého počtu IOPS 5000 a při určité zátěži, například 80%Write20%Read a 20%Write80% Read.

Opět pro začátek vzorec, podle kterého budeme počítat:

Celkový počet požadovaných disků = ((celkový počet IOPS za čtení + (celkový počet IOPS za zápis*trest RAID))/rychlost disku IOPS)

Celkový IOPS = 5000

Nyní zapojme čísla.

Poznámka: 80 % z 5000 IOPS = 4000 IOPS a 20 % z 5000 IOPS = 1000 IOPS budeme operovat s těmito čísly.

Pro RAID-5
Možnost 1 (80%Write20%Read) – Celkový počet požadovaných disků = ((1000+(4000*4))/170) = 100 disků.
Možnost 2 (20%Write80%Read) – Celkový počet požadovaných disků = ((4000+(1000*4))/170) = přibližně 47 disků.
Pro RAID-1
Možnost 1 (80%Write20%Read) – Celkový počet požadovaných disků = ((1000+(4000*2))/170) = přibližně 53 disků.
Možnost 2 (20%Write80%Read) – Celkový počet požadovaných disků = ((4000+(1000*2))/170) = přibližně 35 disků.

Pochopení a výpočet IOPS, penalizací RAID a charakteristik pracovního zatížení je velmi kritickým aspektem plánování. Když je zatížení zápisem intenzivnější, zvolte RAID 10 a naopak pro zatížení čtení, RAID 5.

IOPS slouží k určení výkonu disku nebo diskového pole.

IOPS znamená vstup/výstup (operace) za sekundu, množství "I/O operace za sekundu". Množství měří množství práce vykonané za určité časové období. Ve skutečnosti, IOPS Toto je počet bloků, které lze spočítat nebo zapsat na médium. Čím větší je velikost bloku, tím méně kusů se soubor skládá a tím menší bude soubor IOPS, protože čtení větší části zabere více času.

"I/O operace"- to je prostě určitá část práce diskového subsystému, která se provádí v reakci na požadavek hostitelského serveru a/nebo některých interních procesů. To se obvykle čte nebo zapisuje s různými podkategoriemi, např. "čtení" (číst), "znovu čtení" (znovu přečíst), "záznam"(napsat), „přepsat“ ( přepsat), "typ náhodného přístupu" (náhodný), "typ sériového přístupu" (sekvenční) a velikost provozovaného bloku dat.

Hlavními měřenými veličinami jsou operace s lineárním (sekvenčním) a náhodným (náhodným).

Lineární operace čtení/zápisu, ve kterých jsou části souborů čteny postupně, jedna po druhé, znamenají přenos velkých souborů (více než 128 K). Náhodné operace čtou data náhodně z různých oblastí média a jsou obvykle spojeny s velikostí bloku 4 KB.

V závislosti na typu operace se tato velikost může lišit od bajtů po kilobajty a dokonce i několik megabajtů. Existuje mnoho typů I/O a multitasking a multihostitelský systém téměř nikdy nepoužívá pouze jeden. Virtualizace pouze přidává rozmanitost vzorů I/O.

Žádný úložný systém nemůže zobrazit maximální hodnoty IOPS bez ohledu na povahu vstupně/výstupních operací, hodnot latence a velikost bloku.

Latence je to měřítko toho, jak dlouho trvá dokončení jednoho I/O požadavku z pohledu aplikace.

Významné objemy I/O čekat je to známka toho, že zdrojem problému je úložiště (existují další zdroje zpoždění, procesor a síť jsou běžné příklady). I v případě dobrého výkonu latence pokud vidíte velké číslo I/O čeká- to znamená, že aplikace by chtěla větší rychlost od úložného systému.

Určení výkonu diskového systému je často přehlíženým aspektem návrhu systému. Protože je diskový systém nejpomalejším médiem v počítači, měl by být jednou z PRVNÍCH komponent, které budou správně specifikovány.

Aplikace náročné na zápis jsou dobrými kandidáty NÁLET 10, přičemž lze umístit aplikace, které intenzivně využívají operace čtení NÁLET 5.

IOPS slouží k určení výkonu disku nebo diskového pole. Můžeme například předpokládat, že max IOPS pro disk:

Vypočítat IOPS použijeme rovnici:

IOPS = 1/(průměrná latence + prům. vyhledávání)
IOPS = 1/(0,00416 + 0,0085) = 78,9889415

Celkem, maximálně IOPS - 79.

Vypočítejte maximální hodnotu IOPS pro diskové pole

Poznámka k návrhu úložného systému, výpočet výkonu diskového systému je rozhodující pro výkon daného systému. Většina systémů používá NÁLET pro zajištění redundance úložiště. Tato část popisuje, jak vypočítat IOPS Pro NÁLET-pole.

Maximální čtení IOPS

IOPSčtení ( maxReadIops) Pro NÁLET-pole:

maxReadIops = numDisks * diskMaxIops

V souladu s tím pro pole 4 disků maximální hodnota IOPSčtení bude následující:

maxReadIops = 4 * 79
maxReadIops = 316

Maximální zápis IOPS

Výpočet maximální hodnoty IOPS záznamy ( maxWriteIops) - to je ve vztahu úplně jiné NÁLET-pole. NÁLET-pole mají penalizaci zápisu a typ NÁLET-array určuje závažnost trestu. Tato pokuta je důsledkem poskytnuté nadbytečnosti NÁLET, protože pole musí nutně zapisovat data na více disků/míst, aby byla zajištěna integrita dat.

Pokuta za zápis do pole RAID

Nejběžnější typy NÁLET a jejich záznamové tresty jsou určeny v následující tabulce:

Celková, pro náš příklad, maximální hodnota IOPS psát pro pole NÁLET 10 - 158.

Design pro výkon

Jednoduchý výpočet maximální množství IOPSčíst a psát pro stávající nebo budoucí NÁLET-pole nestačí. Aby byla zajištěna konzistentní a udržitelná výkonnost, je nutné určit výkonnostní požadavky pro systém Nejlepší rozhodnutí pro disk. Minimální povinné IOPS musí být definována tak, aby bylo možné zakoupit požadovaný počet disků při požadované rychlosti.

Nejprve musíte znát požadavky na výkon (například čtení a zápis IOPS) pro daný systém nebo aplikaci. Tyto informace lze získat z dokumentace dodavatele popř software.

Výpočet minimální požadované IOPS

Řekněme, že máme aplikaci, která vyžaduje 600 čtení IOPS a
300 IOPS zápisu. Diskové pole je sestaveno v NÁLET 5.

Pro výpočet minimálního množství IOPS (minReqdIops), přidejte požadované množství IOPSčtení ( reqdReadIops) na součet požadovaných množství IOPS záznamy ( reqdWriteIops) a dobře NÁLET (raidWritePenalty): minReqdIops = reqdReadIops + (reqdWriteIops * raidWritePenalty)

V našem příkladu:

minReqdIops = 600 + (300 * 4)
minReqdIops = 1800

Minimální množství IOPS, požadované k zajištění úrovně výkonu pro náš příklad je 1800.

POZNÁMKA. Tento výpočet určuje minimální množství IOPS nutné ke splnění specifikace výkonu. To znamená, že diskové pole by NEMĚLO pracovat pod touto výkonnostní úrovní.

Výpočet minimálního počtu disků pro pole RAID

Jakmile minimální požadované množství IOPS je velmi snadné určit minimální počet a rychlost disků potřebných k vytvoření NÁLET-pole pro splnění požadavků na výkon.

Minimální počet disků podle rychlosti disku

Minimální počet disků potřebný ke splnění našich požadavků na výkon ( minNumDiskMinPerf), vypočítané takto: minNumDisksMinPerf = minReqdIops / maxIopsByDiskSpeed

Použití informací založených na minimu požadovaném IOPS výše a za předpokladu, že chceme vytvořit pole 10 000 ot./min- disky ( ~125-150 IOPS), výpočet minimálního počtu disků, které budou odpovídat našemu minimální požadavky na produktivitu ( minNumDisksMinPerf) 1800 IOPS (minReqdIops) jak následuje:

minNumDisksMinPerf = 1800/130
minNumDisksMinPerf = 14

Minimální počet disků 10 000 ot./min požadovaný pro splnění našich požadavků na výkon je 14.

Minimální počet disků podle typu RAID

Typ NÁLET definuje minimální počet disků pro splnění požadavků na typ NÁLET. Například pro NÁLET 5 vždy vyžaduje alespoň 3 disky. Pro NÁLET 10 vždy vyžaduje alespoň 4 disky.

Pro jakékoli pole vyžadující velké množství jednotky, použijte násobitel v níže uvedené tabulce k určení správného počtu jednotek, které splňují požadavky na typ NÁLET:

Po výpočtu počtu disků podle rychlosti určíme minimální počet požadovaných disků podle typu NÁLET.

V příkladu, kde byly pro sestavení pole vybrány disky s 10 000 otáčkami za minutu, výpočet ukazuje, že je potřeba alespoň 14 disků. Pokud typ NÁLET bude 5, 14 disků bude dostačujících. Pokud však typ NÁLET bude 10, minimální počet disků požadovaný tímto typem NÁLET, bude 8, protože násobitel pro NÁLET 10 se rovná 4.

Programy pro měření IOPS

IOmeter - test IOPS
IOzone - test IOPS
FIO - test IOPS
CrystalDiskMark - test IOPS
SQLIO – sada testů pro výpočet výkonu ( IOPS, M.B., Latence) pro databázové servery
wmarow - kalkulačka NÁLET z hlediska výkonu IOPS