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提升 Ceph 區塊效能

Ryan Meredith | 2018 年 7 月

透過 Rhel 7.5、Ceph Luminous 與美光 9200 Max NVMe SSD 增強 Ceph 區塊效能

大家好,

通常情況下,OS 或儲存解決方案的點式版本不太重要,但這次不同。我測試了 Red Hat Enterprise Linux 7.5 和 Ceph Luminous 12.2.5,這兩個版本都是我之前在 Bluestore 與 Filestore 效能對比部落格中提到的點式版本,結果發現區塊效能有了驚人的改善。

4KB 隨機寫入 IOPS 效能提升 12%,平均延遲降低 10%,99.99% 尾端延遲降低 24%。

4KB 隨機讀取 IOPS 與平均延遲相近,99.99% 尾端延遲降低 20% 至 43%。

4KB 隨機區塊工作負載 讀取 IOPS 寫入 IOPS 讀取平均 延遲 寫入平均 延遲 讀取 99.99% 延遲 寫入 99.99% 延遲
RHEL 7.4 + Ceph 12.2.4 210 萬 453k 1.6 毫秒 7.1 毫秒 251 毫秒 89 毫秒
RHEL 7.4 + Ceph 12.2.5 220 萬 495K 1.4 毫秒 6.5 毫秒 194 毫秒 67 毫秒

該解決方案已針對區塊效能最佳化。使用 Rados Block Driver 在 Linux 中進行隨機小區塊測試顯示,2 插槽儲存節點中的白金級 8168 Intel Purley 處理器達到飽和。

該架構有 4 個儲存節點,每個儲存節點有 10 個硬碟,可用儲存容量為 232TB,可透過新增額外的 1U 儲存節點來擴展。

參考設計——硬體

SuperMicro 交換器、監控節點和儲存節點

測試結果和分析

Ceph 測試方法

Ceph Luminous(12.2.4 和 12.2.5)使用 Bluestore 配置,每個美光 9200 MAX NVMe SSD 有 2 個 OSD。RocksDB 和 WAL 資料作為資料儲存在同一分割區。

每個儲存節點有 10 個硬碟,每個硬碟有 2 個 OSD,合共有 80 個 OSD,可用容量為 232TB。

測試的 Ceph 儲存集區使用 8192 個放置組和 2 倍複寫建立。效能測試使用 100 張每張 75GB 的 RBD 影像,在 2 倍複製集區中提供 7.5TB 數據,數據總量為 15TB。

使用 FIO 對 Rados 區塊驅動器量測 4KB 隨機區塊效能。我們使用 10 台負載生成伺服器(Dual-CPU Xeons 搭載 50GbE 網絡),並在每台負載生成伺服器上執行多個 FIO 程序。每個 FIO 程序存取一個唯一的 RBD 影像,FIO 程序平均分佈在 10 台負載生成伺服器上。例如,在 100 個 FIO 用戶端測試中,每台負載生成伺服器使用 10 個 FIO 程序。

我們在所有測試中都受到 CPU 的限制,即使每個儲存節點有 2 個 Intel 8168 CPU。所有測試均執行 3 次,每次 10 分鐘,每次測試有 5 分鐘的啟動時間。

RBD FIO 4KB 隨機寫入效能:RHEL 7.4 + Ceph 12.2.4 對比 RHEL 7.5 + Ceph 12.2.5

 

藍色條形圖顯示 4KB 隨機寫入 IOPS + 平均延遲

RHEL 7.5 + Ceph Luminous 12.2.5 使 IOPS 提高了 12%,平均延遲降低了 10%。

藍色條形圖顯示 4KB 隨機寫入 IOPS + 尾端延遲

RHEL 7.5 和 Ceph Luminous 12.2.5 改善了尾端延遲,在 100 個 FIO 用戶端上降低了 25%。

RBD FIO 4KB 隨機讀取效能:RHEL 7.4 + Ceph 12.2.4 對比 RHEL 7.5 + Ceph 12.2.5

藍色條形圖顯示 4KB 隨機讀取 IOPS + 平均延遲

RHEL 7.4 + Ceph Luminous 12.2.4 與 RHEL 7.5 + Ceph Luminous 12.2.5 的 4KB 隨機讀取效能相似。IOPS 略有增加,最高達到 223 萬 IOP。

藍色條形圖顯示 Ceph Luminous 4KB 隨機讀取效能

RHEL 7.5 和 Ceph Luminous 12.2.5 改善了尾部延遲,佇列深度 16 時降低了 43%,佇列深度 32 時降低了 23%。

您希望深入瞭解嗎?

Intel Purley 平台上的 Ceph + 美光 9200 MAX NVMe SSD 擁有超快速度。美光加速 Ceph 儲存解決方案的最新參考架構現已發佈。我在 2018 年 OpenStack 峰會上詳細介紹了該參考架構以及其他 Ceph 調整與績效主題 我的會議錄音可在此處獲取

對我們的測試或方法有其他問題? 請傳送電子郵件至 ssd@micron.com。

Director, Storage Solutions Architecture

Ryan Meredith

Ryan Meredith is director of Data Center Workload Engineering for Micron's Storage Business Unit, testing new technologies to help build Micron's thought leadership and awareness in fields like AI and NVMe-oF/TCP, along with all-flash software-defined storage technologies.