О производительности: IOPS vs. MB/s

Тема измерения производительности столь велика и непроста, что стоит отдельной статьи только на эту тему. Однако без элементарных знаний, которые можно попробовать изложить кратко, для понимания рассматриваемой темы эффективной системы хранения не обойтись.

Для начала следует определить два основных общепринятых понятия, используемых для измерения производительности.
Первый из них – Input-Output Operations Per SecondIOPS - показывает количество операций ввода-вывода в секунду, которые способно обработать устройство. Этот параметр прежде всего характеризует скорость обработки коротких запросов, и наиболее часто применим для оценки таких задач, как OLTP-база данных и близких к ней.
Операции базы данных как правило характеризуются обменом относительно небольшими блоками (как правило 4-8KB). Каждая такая операция по считыванию или записи блока является одним IOPS-ом. Таким образом, чем выше показатель производительности в IOPS, тем выше производительность базы данных.

Другим параметром, характеризующим производительность, является Скорость передачи данных, так называемый traffic throughput, измеряемый в MB/s, то есть количеством мегабайт, проходящих по интерфейсу ввода-вывода в секунду.
Этот параметр характеризует скорость обработки в случае больших блоков, классическая задача, для которой критичен именно параметр MB/s, это аудио-видео обработка, резервное копирование и DSS-базы данных.

Какой же из этих параметров более «правильный», какой более важен? Разумеется оба.
Однако следует понимать, что оба этих параметра связаны между собой «обратно пропорционально». Увеличение величины в IOPS вызывает снижение величины в MB/s и наоборот.

Чтобы понять почему так, нужно рассмотреть простой пример и аналогию.
По дороге следует переместить из А в Б большое количество человек. Возможно два варианта: мы можем перевозить их в их личных автомобилях или же усадить в автобусы. Пропускная способность дороги конечно же будет выше в случае перевозки людей автобусами, то есть «большими блоками». Однако методы общественного транспорта обычно вступают в конфликт с индивидуальными целями и маршрутами. Хорошо если в Б у нас огромный завод, на который устремлен основной поток из А. Можно погрузить все «байты» в один большой пакет-автобус на входе, и выгрузить его на остановке у завода, куда собственно и направляются все наши «байты».
Однако если наши байты не едут на завод, а разъезжаются по индивидуальным и независимым делам-«операциям», каждый имея индивидуальный маршрут, то доставка их «автобусом»-большим пакетом приведет напротив к большим потерям времени. В этом случае транспортировка индивидуальными автомобилями будет более выгодна. Однако общий пропускной объем дороги заполненной индивидуальными «пакетами»-авомобилями везущими по нескольку байт каждый, разумеется будет ниже, чем при перевозке большим пакетом-«автобусом».
Таким образом увеличение пропускной способности в MB/s за счет укрупнения пакетов приводит к снижению IOPS, и наоборот, рост операций в секунду «доставленных к цели пассажиров» нашей дороги-интерфейса, запруженной автомобилями, приводит к снижению ее пропускной способности в MB/s. Нельзя одновременно достичь высоких показателей в IOPS и в MB/s просто по физическим свойствам существующего оборудования.
Либо большие пакеты-«автобусы» и их мало («операций в секунду»), либо маленькие индивидуальные пакеты-«автомобили», каждый осуществляющий индивидуальную «операцию» по доставке данных, но заполняющие всю дорогу, и общий human traffic в результате невелик.

Отсюда видно, что широко разрекламированная величина пропускной способности интерфейса SATA-II дисков в 300MB/s далеко не всегда (а чаще и вообще никогда) не будет достижима на практике. Более того, в случае использования таких дисков для операций с базой данных OLTP роль будет играть не столько потоковая производительность интерфейса, сколько гораздо реже публикуемая максмальная величина IOPS диска, в настоящий момент равная для SATA 7200rpm примерно 50 IOPS, и в случае OLTP-нагрузки выиграет не диск с самыми высокими данными по мегабайтам в секунду, а самый быстродействующий по IOPS - параметру, напрямую связанному с рассмотренной выше «латентностью», такой как, например, диск с интерфейсом FC и скоростью вращения 15Krpm, для которого величина IOPS достигает 200. При прочих равных диски SATA всегда проиграют в случае работы с базой данных не только дискам FC, но и традиционным SCSI.
Однако в случае использования дисков на задачах считывания и записи аудио-видеоданных, или резервного копирования, характеризующихся большим и постоянным потоком данных большими блоками, диски SATA вполне могут быть не хуже значительно более дорогостоящих FC или SCSI, легко выигрывая у них за счет цены за хранимый мегабайт.

Как мы видим, точное понимание решаемых задач безусловно необходимое требование при выборе того или иного решения дисковой системы хранения.

Оставить комментарий

20/0.134

Данный блог не спонсируется, не аффилирован, и не санкционирован компанией NetApp, Inc. Излагаемая в этом блоге точка зрения выражает мнение исключительно его автора и может не совпадать с позицией NetApp, Inc.

This content is not endorsed, sponsored or affiliated with NetApp, Inc. The views expressed in this blog are solely those of the author and do not represent the views of NetApp, Inc.