एक आभासी वातावरण में कई प्रकार के ड्राइव के प्रदर्शन का परीक्षण

वर्चुअलाइजेशन प्रौद्योगिकियां आज न केवल "बड़े व्यवसाय" खंड में हैं, बल्कि एसएमबी और घरेलू उपयोगकर्ताओं के बीच भी हैं। विशेष रूप से, छोटी कंपनियों के लिए, वर्चुअलाइजेशन सर्वर का उपयोग कई संसाधन-गहन सेवा सेवाओं को लागू करने के लिए नहीं किया जा सकता है। यह आमतौर पर अकेले या दोहरे प्रोसेसर प्लेटफार्मों पर आधारित स्टैंड-अलोन सर्वरों को संदर्भित करता है, अपेक्षाकृत कम मात्रा में 32-64 जीबी में और विशेष उच्च-प्रदर्शन भंडारण प्रणालियों के बिना। लेकिन फायदे की पूरी श्रृंखला से परे, आपको यह जानने की आवश्यकता है कि प्रदर्शन के मामले में, वर्चुअल सिस्टम वास्तविक लोगों से अलग हैं। इस लेख में, हम कई वर्चुअल मशीन कॉन्फ़िगरेशन के लिए विभिन्न प्रकार के स्थानीय ड्राइव (HDD, SSD, और NVMe) की गति की तुलना करेंगे ताकि उनके वर्चुअलाइजेशन से होने वाले नुकसान का अनुमान लगाया जा सके। कोई भी विवाद नहीं करता है कि वर्चुअलाइजेशन सिस्टम के "सही" कार्यान्वयन में बाहरी भंडारण का उपयोग करना बेहतर है, लेकिन बजट संस्करण में आप स्थानीय डिस्क के साथ मिल सकते हैं।

निम्न कॉन्फ़िगरेशन के सर्वर पर परीक्षण किया गया था: Asus Z10PE-D16 मदरबोर्ड, दो इंटेल Xeon E5-2609 v3 प्रोसेसर, 64 जीबी रैम। डेक्सियन पर आधारित एक ओपन सोर्स सिस्टम प्रोक्समॉक्स वीई संस्करण 5.2 को वर्चुअलाइजेशन पर्यावरण के रूप में चुना गया था। इसकी स्थापना के लिए, एक अलग SATA SSD का उपयोग किया गया था, और परीक्षण किए गए ड्राइव अलग-अलग अन्य इंटरफेस और पोर्ट से जुड़े थे।

सबसे पहले, होस्ट प्लेटफ़ॉर्म से ड्राइव का परीक्षण करें। दूसरा विकल्प वर्चुअल मशीन को अग्रेषित करना है (केवीएम और डेबियन 9 का उपयोग इसके लिए किया जाता है, भौतिक डिस्क के रूप में 2 कोर और 8 जीबी रैम आवंटित किए जाते हैं)। तीसरा कॉन्फ़िगरेशन LVM पर एक वर्चुअल डिस्क है। चौथा एक एक्स 4 फ़ाइल सिस्टम के साथ वॉल्यूम पर एक रॉ फ़ाइल है। अंतिम दो विकल्पों में, 64 जीबी का एक डिस्क आकार चुना गया था। तो लेख का एक अतिरिक्त परिणाम वर्चुअल डिस्क छवियों को संग्रहीत करने के लिए LVM और RAW की तुलना हो सकता है।

256 केबी ब्लॉक के साथ अनुक्रमिक पढ़ने और लिखने के पैटर्न के साथ फियो उपयोगिता और गति को मापने के लिए 4 केबी ब्लॉक के साथ यादृच्छिक संचालन का उपयोग किया जाएगा। विभिन्न भारों का अनुकरण करने के लिए टेस्ट को 1 से 256 तक iodepth पैरामीटर के साथ आयोजित किया गया था। क्रमिक संचालन के लिए, हम यादृच्छिक संचालन के लिए MB / s में गति का अनुमान लगाते हैं - IOPS। इसके अलावा, हम औसत देरी (परीक्षण रिपोर्ट से क्लैट) को देखते हैं।

आइए एक पारंपरिक हार्ड ड्राइव के साथ शुरू करें, बुजुर्गों की भूमिका में HGST HUH728080ALE640 - SATA इंटरफ़ेस के साथ एक ड्राइव और 2 टीबी की क्षमता। एकल हार्ड ड्राइव का उपयोग, खासकर अगर कोई वॉल्यूम आवश्यकताएं नहीं हैं, तो एक छोटे से लोड के लिए कम लागत वाले वर्चुअलाइजेशन के वर्णित परिदृश्य में एक विशिष्ट विकल्प माना जा सकता है यदि आप पूरी तरह से सहेजते हैं या "क्या था से मूर्तियां" और इस विकल्प को विचार में शामिल नहीं करना गलत होगा।



पढ़ने पर, अंतिम को छोड़कर सभी विकल्प, 190 एमबी / एस के स्तर पर लगभग समान परिणाम दिखाते हैं (केवल iodepth के साथ भारी भार के साथ = passthrough और LVM के लिए परिणाम 150 एमबी / एस तक कम हो जाते हैं)। जबकि कच्चा, मेजबान पर कैशिंग के लिए धन्यवाद, "अंतरिक्ष में उड़ता है" और अन्य अब इसकी पृष्ठभूमि के खिलाफ दिखाई नहीं देते हैं। एक ओर, हम यह कह सकते हैं कि उपयोग की जाने वाली परीक्षा और सिस्टम सेटिंग्स हमें इस कॉन्फ़िगरेशन की गति का सही मूल्यांकन करने की अनुमति नहीं देते हैं और रैम नहीं, बल्कि रैम का प्रदर्शन दिखाते हैं। दूसरी ओर, उत्पादकता बढ़ाने के लिए कैशिंग सबसे प्रभावी और आम तकनीकों में से एक है, और यदि यह काम करता है, तो इसे मना करना अजीब होगा। लेकिन ऐसे कॉन्फ़िगरेशन में विश्वसनीय शक्ति के बारे में मत भूलना।



अब रिकॉर्डिंग पर ऐसा कोई प्रभाव नहीं है, इसलिए अनुक्रमिक संचालन में सभी कॉन्फ़िगरेशन लगभग समान हैं - अधिकतम गति लगभग 190 एमबी / एस है। हालांकि कच्चा अभी भी दूसरों की तुलना में अलग तरह से व्यवहार करता है - एक छोटे भार के साथ यह धीमा है, लेकिन अधिकतम पर यह बाकी की तरह धीमा नहीं होता है। देरी में कोई अंतर नहीं हैं।



होस्ट कैश का उपयोग यादृच्छिक रीड ऑपरेशंस में भी ध्यान देने योग्य है - यहां कच्चा लगातार सबसे तेज है और 950 आईओपीएस तक दिखाता है। लगभग दो बार lvm जितना धीमा - 450 IOPS तक। खैर, हार्ड ड्राइव ही, जिसमें "फॉरवर्डिंग" से लेकर गेस्ट सिस्टम तक, लगभग 200 IOPS शामिल हैं। विलंब अनुसूची पर प्रतिभागियों का वितरण गति के अनुरूप है।



यादृच्छिक लेखन कार्यों पर, lvm कॉन्फ़िगरेशन, जो 400 IOPS तक प्रदान करता है, सबसे अच्छा साबित हुआ। यह कच्चे (~ 330 IOPS) द्वारा पीछा किया जाता है, और 290 IOPS के साथ अंतिम दो प्रतिभागी सूची को बंद करते हैं। देरी में कोई ध्यान देने योग्य अंतर नहीं हैं।

सामान्य तौर पर, यदि आपको lvm द्वारा प्रदान किए गए कार्यों की आवश्यकता नहीं है, और मुख्य मानदंड यादृच्छिक लेखन गति नहीं है, तो स्थानीय भंडारण पर वर्चुअल डिस्क रखते समय गति के संदर्भ में कच्चे का उपयोग करना बेहतर होता है। वर्चुअल मशीन में भौतिक डिस्क को अग्रेषित करने के लिए प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग इस मामले में प्रदर्शन लाभ प्रदान नहीं करता है। लेकिन यह दिलचस्प हो सकता है अगर आप किसी ड्राइव को मौजूदा मशीन से वर्चुअल मशीन से जोड़ना चाहते हैं।

दूसरा परीक्षण भागीदार सैमसंग 850 ईवीओ एसएसडी है। टीआरआईएम के बिना एक सिस्टम में उसकी उम्र और काम को देखते हुए, कुछ परीक्षणों (विशेष रूप से अनुक्रमिक रिकॉर्डिंग) में, वह पहले से ही हार्ड ड्राइव से हार जाता है। फिर भी, पारंपरिक हार्ड ड्राइव के सामने यादृच्छिक संचालन पर एक महत्वपूर्ण प्रदर्शन लाभ के कारण, यह आभासी मशीनों के लिए भी बहुत दिलचस्प है।



कच्चे मोड में अनुक्रमिक पढ़ने के परिणाम को हार्ड डिस्क के साथ संस्करण के समान टिप्पणी की जा सकती है। लेकिन यहाँ और अधिक दिलचस्प बात यह है कि पहले दो विन्यास 370 एमबी / एस को भारी भार के नीचे दर्शाते हैं, जबकि lvm केवल 190 एमबी / एस में सक्षम है। इस मोड के लिए देरी भी अधिक है।



लिखने के संचालन पर, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, अपने वर्तमान राज्य में यह एसएसडी बहुत दिलचस्प नहीं दिखता है और 100 एमबी / एस की गति दिखाता है। विन्यास की तुलना के लिए, इस परीक्षण में कच्ची गति और देरी दोनों में कम लोड होता है।



यादृच्छिक संचालन मुख्य "ट्रम्प कार्ड" एसएसडी हैं। यहाँ हम देखते हैं कि कोई भी "वर्चुअल" विकल्प "साफ" ड्राइव पर विशेष रूप से खो जाता है - वे केवल 30,000 IOPS प्रदान करते हैं, जबकि SSD स्वयं तीन बार तेजी से काम करने में सक्षम है। जाहिर है, यहाँ सीमा हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर प्लेटफॉर्म है। हालांकि, इस परीक्षण में देरी 7 एमएस से अधिक नहीं है, इसलिए यह संभावना नहीं है कि आईओपीएस में इस अंतर को सामान्य अनुप्रयोगों द्वारा देखा जा सकता है।



और एक यादृच्छिक रिकॉर्ड पर शक्ति का एक अलग संतुलन है। "वास्तविक" डिस्क पहले से ही खो रही है, भले ही थोड़ा। यह 4,200 IOPS तक दिखाने में सक्षम है। lvm और passthrough एक या दो सौ अधिक हैं, और कच्चा पहले से ही 5,500 IOPS को मिलता है। स्पष्ट रूप से दिलचस्प वीडियो से देरी के ग्राफ पर, iodepth = 32 का फ्रैक्चर।

परीक्षण से पता चला कि एसएसडी इस परिदृश्य में एचडीडी से अलग व्यवहार करता है। सबसे पहले, lvm के साथ अनुक्रमिक रीडिंग अन्य विकल्पों के पीछे उल्लेखनीय रूप से है। दूसरे, SSDs पर वर्चुअल डिस्क अनियमित पढ़े IOPS में विशेष रूप से खो जाती है।

तीसरा प्रतिभागी "सस्ती" से कुछ हद तक बाहर है, लेकिन यह उत्पाद अपने आप में डिस्क संचालन के सार्वभौमिक "त्वरक" के लिए बहुत दिलचस्प है और न केवल एकल ड्राइव के साथ, बल्कि RAID सरणियों के साथ गति में प्रतिस्पर्धा करने में सक्षम है। यह Intel Optane के बारे में है। इस मामले में, हमने PCIe 3.0 x4 बस के लिए 280 GB की क्षमता के साथ 900P मॉडल का उपयोग किया।



इंटेल ऑप्टाने पहले से ही इस परीक्षण में रैम के साथ प्रतिस्पर्धा करने में सक्षम है। अंतर अब अन्य प्रतिभागियों की तरह, परिमाण का क्रम नहीं है, बल्कि केवल दो से तीन बार है। इसके अलावा, बढ़ते भार के साथ, मूल्यों की व्यावहारिक रूप से तुलना की जाती है। कच्चे विन्यास के लिए ऊपर दिए गए परीक्षणों की तरह देरी होती है।



अनुक्रमिक लेखन कार्यों में, एक "क्लीन" ड्राइव अन्य प्रतिभागियों को भी खो देता है - लोड में वृद्धि के साथ, वे 2,150 एमबी / एस के एक स्थिर तक पहुंचते हैं, और यह गति को लगभग 1,700 एमबी / एस तक कम कर देता है। इस मामले में देरी की तुलना नहीं की जा सकती।



इस एसएसडी मॉडल के यादृच्छिक रीड ऑपरेशन जब होस्ट से इसे एक्सेस करते हैं तो लगभग 200,000 आईओपीएस प्रदान कर सकते हैं (गति 760 एमबी / एस के स्तर पर होगी)। लेकिन अन्य सभी कनेक्शन योजनाएं, जैसा कि हमने एसएसडी के लिए एक एसएटीए इंटरफेस के साथ ऊपर देखा था, 35,000 आईओपीएस तक सीमित हैं, जो परेशान नहीं कर सकते हैं। तदनुसार, उनके पास लगभग पांच गुना अधिक देरी है।



यादृच्छिक रिकॉर्डिंग पर, यह निस्संदेह अद्वितीय ड्राइव मॉडल यादृच्छिक पढ़ने पर लगभग समान परिणाम दिखाता है - प्रत्यक्ष कनेक्शन के लिए 190,000 IOPS और अन्य विकल्पों के लिए 35,000 IOPS। देरी भी पढ़ने के संचालन पर ग्राफ के साथ मेल खाता है। दूसरी ओर, छोटे ब्लॉकों में रैंडम रिकॉर्डिंग में 700 एमबी / से अधिक - ऐसे परिणामों को अभी भी खोजे जाने की आवश्यकता है।

अध्ययन की गई समस्या के लिए Intel Optane ड्राइव का उपयोग यह दर्शाता है कि अतिथि ऑपरेटिंग सिस्टम में अनुक्रमिक संचालन की गति में कोई महत्वपूर्ण कमी नहीं होगी। लेकिन अगर आपको यादृच्छिक पढ़ने या लिखने के लिए उच्च IOPS की आवश्यकता है, तो यह प्लेटफ़ॉर्म 35,000 IOPS के स्तर पर प्रदर्शन को सीमित कर देगा, हालाँकि ड्राइव स्वयं पाँच गुना तेज़ है।

परीक्षण से पता चला है कि वर्चुअल सर्वर के लिए स्टोरेज सिस्टम का निर्माण करते समय, आपको वर्चुअलाइजेशन से कुछ नुकसानों पर ध्यान देना चाहिए, यदि गति आपके वर्चुअल मशीनों के लिए महत्वपूर्ण है। अधिकांश परीक्षण किए गए कॉन्फ़िगरेशन में, वर्चुअल डिस्क भौतिक उपकरणों से काफी अलग प्रदर्शन संकेतक दिखाती है। हालांकि, पारंपरिक हार्ड ड्राइव के लिए, अंतर आमतौर पर अपेक्षाकृत छोटा होता है, क्योंकि वे स्वयं इतने तेज़ नहीं होते हैं। SATA SSDs के लिए, IOPS में महत्वपूर्ण हताहतों की संख्या यादृच्छिक पहुँच के लिए नोट की जा सकती है, लेकिन फिर भी, वे Winchesters की तुलना में इन कार्यों में नाटकीय रूप से तेज़ रहते हैं। इंटेल ऑप्टेन ड्राइव ने निश्चित रूप से यादृच्छिक संचालन पर आभासी वातावरण में बहुत कुछ खो दिया है, लेकिन इस मामले में भी यह रिकॉर्डिंग पर तेजी से जारी है। और बाद के अभियानों में उस पर कोई टिप्पणी नहीं की गई। इस उपकरण का एक अन्य महत्वपूर्ण लाभ इसका स्थिर प्रदर्शन है - इसमें किसी विशेष सफाई संचालन की आवश्यकता नहीं होती है, ताकि स्थिति और पिछले इतिहास के साथ-साथ ओएस और इसकी सेटिंग्स की परवाह किए बिना, गति किसी भी समय स्थिर हो। लेकिन, हमेशा की तरह, कुछ भी मुफ्त में नहीं होता है। Intel Optane 900P न केवल विशिष्ट रूप से तेज़ है, बल्कि विशिष्ट रूप से महंगा है।