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SSD硬盤配置最佳實踐

作者：杜霆
企業(yè)動態(tài)
服務(wù)器升級SSD后，速度和性能沒有得到應(yīng)有的提升，原因是沒有正確使用SSD，主要是raid、linux、mysql數(shù)據(jù)庫等相關(guān)參數(shù)沒有正確的配置，本文對SSD的相關(guān)參數(shù)進行了對比性能測試，根據(jù)相關(guān)資料以及測試結(jié)果得出相關(guān)結(jié)論，了解實用場景以及對應(yīng)優(yōu)勢。

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一、測試背景

服務(wù)器升級SSD后，速度和性能沒有得到應(yīng)有的提升，原因是沒有正確使用SSD，主要是raid、linux、mysql數(shù)據(jù)庫等相關(guān)參數(shù)沒有正確的配置，本文對SSD的相關(guān)參數(shù)進行了對比性能測試，根據(jù)相關(guān)資料以及測試結(jié)果得出相關(guān)結(jié)論，了解實用場景以及對應(yīng)優(yōu)勢。

二、測試環(huán)境

  • 主機：172.20.166.52
  • Cpu：32 * Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650 v2 @ 2.60GHz
  • 內(nèi)存：129G
  • 操作系統(tǒng)：CentOS release 6.6
  • Sysbench：Sysbench 0.5
  • SSD硬盤：800G*6 raid5
  • 主機：172.20.166.23
  • Cpu：32 * Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650 v2 @ 2.60GHz
  • 內(nèi)存：129G
  • 操作系統(tǒng)：CentOS release 6.6
  • Sysbench：Sysbench 0.5
  • SSD硬盤：800G*6 raid10 /raid0

三、測試工具及內(nèi)容

使用Sysbench對相同硬件、軟件環(huán)境的raid、linux、mysql等相關(guān)參數(shù)進行io性能測試、mysql性能測試，對比io性能。

IO性能測試Sysbench參數(shù)：

MySQL性能測試Sysbench參數(shù)：

四、測試結(jié)果

1、Linux系統(tǒng)參數(shù)測試結(jié)果

Linux對比測試參數(shù)如下：

對Linux操作系統(tǒng)測試了5組參數(shù)，分別如上圖表所示，由測試數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論：

  1. 關(guān)閉NUMA，對SSD硬盤性能提高較大;
  2. O調(diào)度算法采用Deadline和Noop性能差距不大，Noop調(diào)度算法性能略高于Deadline;
  3. rotational、read_ahead_kb、rq_affinity參數(shù)的調(diào)整對SSD硬盤性能幾乎沒有影響，建議使用默認配置。

2、Raid參數(shù)測試結(jié)果

Raid對比測試參數(shù)如下：

BGI(Background initialization)：

開啟BGI，創(chuàng)建好Raid陣列后不必等待初始化完成就可以開始使用，比如分區(qū)和格式化，但是系統(tǒng)仍然在后臺檢查磁盤。

對Raid配置測試了4組參數(shù)，分別如上圖表所示，由測試數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論：

  1. Raid的Write Policy設(shè)置為WriteBack，硬盤性能有很大提高，而且性能比較穩(wěn)定;
  2. Raid的Read Policy設(shè)置為ReadAdaptive，硬盤性能略高于Normal;
  3. Raid的IO Policy設(shè)置為Direct，性能明顯高于Cached;
  4. BGI采用默認配置的30%或者關(guān)閉BGI，性能幾乎沒有變化，建議使用默認配置。

3、Raid0的OP測試結(jié)果

OP配置對比如下：

對比測試了不設(shè)置OP和設(shè)置15%的OP，如上圖表所示，由測試數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論：

  1. io測試時線程數(shù)小于128時，15%的OP的性能明顯高于不設(shè)置OP的性能，隨著線程數(shù)的增加，15%的OP的性能優(yōu)勢逐漸減少，到1024線程時，兩者性能很接近。
  2. mysql測試時15%的OP的性能略高于不設(shè)置OP的性能，兩者性能很接近。

4、MySQL參數(shù)測試結(jié)果

MySQL對比測試參數(shù)如下：

對MySQL測試了5組參數(shù)，分別如上圖表所示，由測試數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論：

  1. innodb_write_io_threads/ innodb_read_io_threads設(shè)置為8性能比較理想;
  2. innodb_log_file_size設(shè)置為1536M或者2048M，性能差別不大;
  3. nnodb_io_capacity測試了從500到12000的參數(shù)，性能差別不大，設(shè)置為3000時出現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的***值，從測試數(shù)據(jù)觀察，該參數(shù)設(shè)置在2000-8000范圍內(nèi)性能相對理想;
  4. innodb_max_dirty_pages_pct設(shè)置為75性能較為理想。

五、LINUX參數(shù)測試數(shù)據(jù)對比

對Linux操作系統(tǒng)測試了5組參數(shù)，分別如上圖表所示，由測試數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論：

  1. 關(guān)閉NUMA，對SSD硬盤性能提高較大;
  2. IO調(diào)度算法采用Deadline和Noop性能差距不大，Noop調(diào)度算法性能略高于Deadline;
  3. rotational、read_ahead_kb、rq_affinity參數(shù)的調(diào)整對SSD硬盤性能幾乎沒有影響。

1、NUMA測試數(shù)據(jù)對比

1.IO性能測試

2.MySQL性能測試

2、IO調(diào)度測試數(shù)據(jù)對比

1.IO性能測試

2.MySQL性能測試

3.rotational測試數(shù)據(jù)對比

4.read_ahead_kb測試數(shù)據(jù)對比

5.rq_affinity測試數(shù)據(jù)對比

六、RAID參數(shù)測試數(shù)據(jù)對比

涉及到的raid對比測試參數(shù)如下：

BGI(Background initialization)：

開啟BGI，創(chuàng)建好Raid陣列后不必等待初始化完成就可以開始使用，比如分區(qū)和格式化，但是系統(tǒng)仍然在后臺檢查磁盤。

對Raid配置測試了4組參數(shù)，分別如上圖表所示，由測試數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論：

  1. Raid的Write Policy使用Writeback，硬盤性能有很大提高，而且性能比較穩(wěn)定;
  2. Raid的Read Policy使用ReadAdaptive，硬盤性能略高于Normal;
  3. Raid的IO Policy使用Direct，性能明顯高于Cached;
  4. BGI采用默認配置30%或者關(guān)閉BGI，性能幾乎沒有變化。

1、Write Policy測試數(shù)據(jù)對比

1.IO性能測試

2.MySQL性能測試

2、Read Policy測試數(shù)據(jù)對比

1.IO性能測試

2.MySQL性能測試

3.IO Policy測試數(shù)據(jù)對比

4.BGI測試數(shù)據(jù)對比

七、Raid0的SSD OP測試數(shù)據(jù)對比

OP是Over-provisioning(預(yù)留空間)的簡稱，是指用戶不可操作的容量，就是留出一部分容量不使用不分區(qū)，OP預(yù)留的空間一般被用于優(yōu)化操作。

對比測試了不設(shè)置OP和設(shè)置15%的OP，分別如上圖表所示，由測試數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論：

  1. io測試時線程數(shù)小于128時，15%的OP的性能明顯高于不設(shè)置OP的性能，隨著線程數(shù)的增加，15%的OP的性能優(yōu)勢逐漸減少，到1024線程時，兩者性能很接近。
  2. mysql測試時15%的OP的性能略高于不設(shè)置OP的性能，兩者性能很接近。

1.IO性能測試

2.MySQL性能測試

八、MySQL參數(shù)測試數(shù)據(jù)對比

涉及到的MySQL對比測試參數(shù)如下：

對MySQL測試了5組參數(shù)，分別如上圖表所示，由測試數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論：

  1. innodb_write_io_threads/ innodb_read_io_threads設(shè)置為8性能比較理想;
  2. innodb_log_file_size設(shè)置為1536M或者2048M性能較理想，兩者性能差別不大;
  3. innodb_io_capacity測試了從500到12000的參數(shù)，性能差別不大，設(shè)置為3000時出現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的***值，從測試數(shù)據(jù)觀察，該參數(shù)設(shè)置在2000-8000范圍內(nèi)性能相對理解;
  4. innodb_max_dirty_pages_pct設(shè)置為75性能較為理想。

1.innodb_write/read_io_threads測試數(shù)據(jù)

2.innodb_log_file_size測試數(shù)據(jù)

3.innodb_io_capacity測試數(shù)據(jù)

 

4.innodb_max_dirty_pages_pct測試數(shù)據(jù)

九、相同硬盤數(shù)不同raid測試數(shù)據(jù)對比

使用6塊ssd硬盤，分別配置了raid5、raid10、raid0、raid0-15%OP，進行了io混合隨機讀寫性能測試。

Sysbench測試參數(shù)：

1、不同Raid對比分析結(jié)果

1.硬盤利用率

Raid0的硬盤空間使用率是100%，如果預(yù)留15%做OP，空間使用率只有全部硬盤大小的75%;Raid5的空間使用率是(n-1)/n(n是磁盤數(shù)量，磁盤數(shù)量越多，空間使用率越高);Raid10的硬盤使用率只有50%;硬盤使用率順序是

  1. Raid0 > raid0-15%OP > Raid5 > Raid10 

2.讀寫性能

raid0、raid0-15%OP的讀寫性能明顯高于raid5、raid10，raid0-15%OP的性能略高于raid0。

  1. raid0-15%OP > raid0 > raid10 > raid5 

3.穩(wěn)定安全性

Raid10是最安全穩(wěn)定的，Raid5提供了一塊盤的奇偶檢驗保證安全，Raid0沒有安全保護措施。另外當Raid5一塊盤出現(xiàn)故障時候，其性能明顯下降。

2、不同Raid測試數(shù)據(jù)

1.io混合隨機讀寫性能數(shù)據(jù)

2.一塊硬盤故障，raid10和raid5性能變化

十、SSD推薦參數(shù)配置

SSD對應(yīng)linux、raid、mysql推薦參數(shù)以及推薦參數(shù)設(shè)置方法。

1、Linux推薦參數(shù)設(shè)置

  1. 關(guān)閉numa
  2. io調(diào)度算法設(shè)置為noop
  3. Rotational保持默認值1
  4. read_ahead_kb保持默認值128
  5. rq_affinity保持默認值1

2、Linux推薦參數(shù)設(shè)置方法

1.關(guān)閉numa

進入System BIOS設(shè)置，選擇Memory設(shè)置，選擇Node Interteaving為Enable進行關(guān)閉numa，如下圖所示。

執(zhí)行命令“numactl --hardware”進行檢查，輸出結(jié)果available: 1 nodes (0)時表示關(guān)閉成功，如下圖。

2.修改io調(diào)度算法noop

執(zhí)行命令：

  1. echo noop > /sys/block/sda/queue/scheduler 

檢查命令：

  1. cat /sys/block/sda/queue/scheduler 

3.Rotational值的調(diào)整

執(zhí)行命令：

  1. echo 0 > /sys/block/sda/queue/rotational 

查看命令：

  1. cat /sys/block/sda/queue/rotational 

4.read_ahead_kb值的調(diào)整

執(zhí)行命令：

  1. echo 0 > /sys/block/sda/queue/read_ahead_kb 

查看命令：

  1. cat /sys/block/sda/queue/read_ahead_kb 

5.rq_affinity值的調(diào)整

執(zhí)行命令：

  1. echo 0 > /sys/block/sda/queue/rq_affinity 

查看命令：

  1. cat /sys/block/sda/queue/rq_affinity 

3、Raid推薦參數(shù)設(shè)置

  1. 1Write Policy設(shè)置為WriteBack(WB)
  2. 2Read Policy設(shè)置為ReadAdaptive
  3. 3IO Policy設(shè)置為Direct
  4. 4BGI(Background initialization)保持默認設(shè)置30%

4、Raid推薦參數(shù)設(shè)置方法

使用MegaCli命令可以修改Raid參數(shù)配置，該命名是官方提供的針對MegaRAID卡的設(shè)置命令，如果使用不同品牌Raid卡，可以參照官方提供的命令進行設(shè)置。

MegaCli查看Raid參數(shù)命令：

查看所有Raid：

  1. MegaCli -LDGetProp -Cache -LALL –aALL 

查看其中一個Raid：MegaCli -LDGetProp -Cache -L1 -a0

MegaCli修改Raid參數(shù)命令：

  1. MegaCli -LDSetProp WT|WB|NORA|RA|ADRA -L1 -a0 
  2. or 
  3. MegaCli -LDSetProp -Cached|-Direct -L1 -a0 

1.Write Policy設(shè)置為WriteBack命令

MegaCli -LDSetProp WB -L1 -a0

2.Read Policy設(shè)置為ReadAdaptive命令

MegaCli -LDSetProp ADRA -L1 -a0

3.IO Policy設(shè)置為Direct命令

MegaCli -LDSetProp -Direct -L1 -a0

4.BGI調(diào)整方法

進入Device Settings，選擇Interated RAID Controller，選擇Controller Managent，選擇Change Controller Properties，可以修改BGI參數(shù)，如下圖。

5、SSD的OP推薦設(shè)置

推薦保留15%的硬盤空間不進行分區(qū)，這部分空間即是OP的保留空間。

設(shè)置方法：分區(qū)時候保留15%的硬盤空間不進行分區(qū)。

4、MySQL推薦參數(shù)設(shè)置

  1. innodb_write_io_threads/ innodb_read_io_threads推薦設(shè)置為8
  2. innodb_log_file_size推薦設(shè)置為2048M
  3. innodb_io_capacity推薦設(shè)置為3000
  4. innodb_max_dirty_pages_pct設(shè)置為75

【本文為51CTO專欄作者“王偉”原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者】

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責任編輯：武曉燕 來源： 51CTO專欄
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