Как оценить производительность СХД на Linux: бенчмаркинг с помощью открытых инструментов

В прошлый раз ^[1] мы рассказывали об инструментах с отрытым исходным кодом для оценки производительности процессоров и памяти. Сегодня говорим о бенчмарках для файловых систем и систем хранения данных на Linux — Interbench, Fio, Hdparm, S и Bonnie.

^[2]
Фото — Daniele Levis Pelusi ^[3] — Unsplash

Fio ^[4]

Fio (расшифровывается как Flexible I/O Tester) создает потоки ввода/вывода данных с диска, чтобы оценить производительность файловой системы Linux. Утилиту можно запустить и на Windows — нужно установить интерфейс командной строки Cygwin ^[5]. Руководство по настройке есть в репозитории fio на GitHub ^[4].

Автор fio — Йенс Аксбо (Jens Axboe ^[6]), ответственный ^[7] за подсистему IO в Linux и разработчик утилиты blktrace ^[8] для трассировки операций ввода/вывода. Он создал fio, потому что устал ^[4] писать программы для тестирования специфической нагрузки вручную.

Утилита посчитает IOPS и пропускную способность системы, а также позволит оценить глубину очереди операций ввода/вывода. Утилита работает со специальными файлами (расширение .fio), в которых прописываются настройки и условия теста. Вариантов тестов несколько, например, есть произвольная запись, чтение и перезапись. Вот пример ^[9] содержимого файла для первого случая:

[global]
	name=fio-rand-read
	filename=fio-rand-read
	rw=randread
	bs=4K
	direct=0
	numjobs=1
	time_based=1
	runtime=900

Сегодня fio используется крупными компаниями — с утилитой работают в SUSE ^[10], Nutanix ^[11] и IBM ^[12].

Hdparm ^[13]

Утилиту написал канадский разработчик Марк Лорд (Mark Lord) в далеком 2005 году. Она до сих пор поддерживается автором ^[14] и является частью многих популярных дистрибутивов. Главное назначение hdparm — настройка параметров накопителей. Но инструмент можно ^[15] использовать для проведения простых бенчмарков, например, измерения скорости чтения. Для этого нужно написать в консоли команду:

$ sudo hdparm -t /dev/sdb

Система сформирует подобный ответ:

Timing buffered disk reads: 242 MB in 3.01 seconds = 80.30 MB/sec

Что касается настройки накопителей, то hdparm позволяет менять объем кеш-памяти, модифицировать параметры спящего режима и электропитания, а также безопасно стирать данные на SSD. Но, как предупреждают ^[16] специалисты из ArchLinux, неосторожное изменение системных параметров может сделать данные на диске недоступными и даже повредить накопитель. Перед работой с hdparm лучше ознакомиться с руководством — достаточно прописать в консоли команду man hdparm.

S ^[17]

Это — набор бенчмарков для оценки производительности систем ввода/вывода. Авторами утилиты выступила команда разработчиков ^[18] из группы AlgoDev, в которую входят сотрудники итальянского Университета Модены и Реджо-Эмилии ^[19].

Все бенчмарки представляют собой bash-скрипты, оценивающие ^[20] производительность системы хранения данных — пропускную способность, латентность, работу планировщиков. К примеру, бенчмарк throughput-sync.sh «бомбардирует» СХД запросами на чтение или запись (в этом случае используется уже упомянутая утилита fio). Вот код этого скрипта ^[21].

Другой скрипт — comm_startup_lat.sh — измеряет задержку чтения данных с диска при «холодном кэше» (когда в нем нет необходимых данных). Код также можно найти в репозитории ^[22].

Bonnie ^[24]

Утилита для оценки производительности файловой системы, разработанная в 1989 году. Её автором выступил инженер Тим Брей (Tim Bray). С помощью Bonnie он планировал оптимизировать ^[25] работу вычислительных систем, задействованных в проекте New Oxford English Dictionary ^[26] в Университете Ватерлоо.

Bonnie выполняет ^[27] произвольное чтение и запись данных на диск. После утилита показывает такие параметры, как число обработанных байтов за CPU-секунду ^[28], а также уровень загрузки процессора в процентах. Исходный код бенчмарка можно найти на Google Code ^[29].

На основе Bonnie построен другой комплекс инструментов для тестирования жесткого диска — Bonnie++ ^[30] (написан на C++, вместо C). В нем приведены дополнительные бенчмарк-инструменты. Например, zcav для оценки производительности различных зон HDD. Также Bonnie++ подходит ^[31] для тестирования почтовых серверов и серверов баз данных.

Interbench ^[32]

Утилиту разработал Кон Коливас ^[33] (Con Kolivas), австралийский анестезиолог, который известен своим вкладом в разработку ядра Linux и работой над «справедливым планировщиком процессора ^[34]». Interbench помогает настроить параметры планировщика ввода/вывода и файловой системы.

Interbench эмулирует поведение планировщика CPU при выполнении интерактивных задач. Этими интерактивными задачами могут выступать работа со звуком и видео, запуск компьютерных игр или простое перетаскивание диалогового окна в операционной системе.

Исходный код, примеры и рекомендации по настройке инструмента можно найти в официальном репозитории на GitHub ^[32].

^{О чем мы пишем в наших блогах:}

Бенчмарки для Linux-серверов: 5 открытых инструментов ^[1]

Резервное копирование файлов: как подстраховаться от потери данных ^[35]
Как перенести системный жесткий диск в виртуальную машину? ^[36]
Тренировочный стенд для админов: чем поможет облако ^[37]

Досмотры гаджетов на границе: как действовать, чтобы не потерять конфиденциальные данные? ^[38]
Снэпшоты: зачем нужны «снимки» ^[39]

Автор: 1cloud

Источник ^[40]