分布式系统ceph测试

一 FIO

FIO测试IOPS非常好的工具，用来对硬件进行压力测试和验证，支持13中不同的I/O引擎

1 FIO安装

[root@ceph1 ~]# wget http://brick.kernel.dk/snaps/fio-2.0.7.tar.gz

[root@ceph1 ~]# yum install libaio-devel -y

[root@ceph1 ~]# cd fio-2.0.7/

[root@ceph1 fio-2.0.7]# make

[root@ceph1 fio-2.0.7]# make install

 

[root@ceph1 ~]# fdisk -l

Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors

Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

 

 

Disk /dev/mapper/ceph--01c3a345--e83d--4495--89d3--a25f01be6cf5-osd--block--6909d49d--67cf--472b--8211--656fa8b06687: 21.5 GB, 21470642176 bytes, 41934848 sectors 

Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

1.2 FIO参数说明

-filename=/dev/sdb 测试文件名称，通常选用需要测试的盘的data目录，如果没有/dev/sdb1则选择/dev/sdb

-direct=1 测试过程绕过机器自带的buffer.使测试结果更真实

rw=ranwrite 测试随机写的I/O 

rw=randrw 测试随机写和读的I/OS

bs=16k 单次io的块文件大小为16k 

bsrange=512-2048 确定数据块的大小范围

size=5g 本次的测试文件大小为5g,以每次4k的io进行测试

numjobs=30 本次的测试线程为30

runtime=1000 测试时间为1000秒，如果不写则一直将5g文件分4k,每次写完为止

ioengine=psync io引擎使用pync方式

rwmixwrite=30 在混合读写的模式下，写占30% 

group_reporting关于显示结果的，汇总每个进程的信息。

lockmem=1g 只使用1g内存进行测试

zero_buffers 用0初始化系统buffer

nrfiles=8 每个进程生成文件的数量

 

[root@ceph1 ~]# fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randread -ioengine=psync -bs=16k -size=1G -numjobs=1 -runtime=100 -group_reporting -name=mytest

 

下列参数可以根据上面参数说明进行调整

[root@ceph1 ~]# cat fio_test.sh

#随机读

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randread -ioengine=psync -bs=16k -size=1G -numjobs=1 -runtime=100 -group_reporting -name=mytest

 

#顺序读

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=read -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=30 -runtime=1000 -group_reporting -name=mytest

#随机写

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randwrite -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=30 -runtime=1000 -group_reporting -name=mytest

#顺序写

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=write -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=30 -runtime=1000 -group_reporting -name=mytest

#混合随机读写

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randrw -rwmixread=70 -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=30 -runtime=100 -group_reporting -name=mytest -ioscheduler=noop

#实际测试范例

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randrw -rwmixread=70 -ioengine=psync -bs=16k -size=2G -numjobs=30 -runtime=100 -group_reporting -name=mytest1

[root@ceph1 ~]#

压力测试fio方式方案,进行10000全累加 之后再除以10000，求平均值，里面会有read,write参数

[root@ceph1 ~]# fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randread -ioengine=psync -bs=16k -size=1G -numjobs=1 -runtime=100 -group_reporting -name=mytest | grep io=

  read : io=1024.0MB, bw=287045KB/s, iops=17940 , runt=  3653msec

   READ: io=1024.0MB, aggrb=287045KB/s, minb=287045KB/s, maxb=287045KB/s, mint=3653msec, maxt=3653msec

  write: io=803600KB, bw=8031.4KB/s, iops=501 , runt=100058msec

 

二 netperf

安装netperf下载netperf-2.7.0

https://pan.baidu.com/s/1mijg6y0

下载之后,在所有的测试机器都需要安装

netperf-2.7.0.tar

[root@ceph1 ~]# tar -xvf netperf-2.7.0.tar

[root@ceph1 ~]# cd netperf-2.7.0/

[root@ceph1 netperf-2.7.0]# ./configure && make && make install

[root@ceph1 ~]# scp -r netperf-2.7.0 root@ceph2:/root/

[root@ceph1 ~]# scp -r netperf-2.7.0 root@ceph3:/root/

 

在ceph1机器上启动server进程(测试对称多处理结构SMP即多核)

[root@ceph1 ~]# netserver

Starting netserver with host 'IN(6)ADDR_ANY' port '12865' and family AF_UNSPEC

[root@ceph1 ~]# ps -ef | grep netperf

root        8722    1544  0 23:10 pts/0    00:00:00 grep --color=auto netperf

 

[root@ceph1 ~]# netstat -lnp | grep 12865

tcp6       0      0 :::12865                :::*                    LISTEN      8699/netserver

 

TCP_STREAM sockbuf 8192(Mbits/s)测试send size(10,32,64,100,128,256,512,1000,1024,1280,1448,1472,2048,8192,10000,32768,65536)

TCP_STREAM, sockbuf 65536 (Mbits/s)测试send size(10,32,64,100,128,256,512,1000,1024,1280,1448,1472,2048,8192,10000,32768,65536)

UDP_STREAM, sockbuf 200000 (Mbits/s)测试send size(10,32,64,100,128,256,512,1000,1024,1280,1448,1472,2048,8192,10000,32768,65507)

TCP_RR (Transactions/second)测试send size(1,10,32,64,100,128,256,512,1000,1024,1280,1448,1472,2048,8192)

UDP_RR(Transactions/second) 测试send size(1,10,32,64,100,128,256,512,1000,1024,1280,1448,1472,2048,8192)

SCTP_STREAM, sockbuf65536(Mbits/s)send size(10,32,64,100,128,256,512 1000,1024,1280,1448,1472,2048,8192,10000,32768,65536)

SCTP_STREAM, sockbuf 200000 (Mbits/s)send size(10,32,64,100,128,256,512,1000,1024,1280,1448,1472,2048,8192,10000,32768,65536)

SCTP_RR, sockbuf 65536 (Transactions/second) send size(1,10,32,64,100,128,256,512,1000,1280,1448,1472,2048,8192)

 

在ceph2机器上启动server 进程，下面例子测试TCP_STREAM

[root@ceph2 ~]# netperf -H 192.168.229.130 -l 10 -t TCP_STREAM

MIGRATED TCP STREAM TEST from 0.0.0.0 (0.0.0.0) port 0 AF_INET to 192.168.229.130 () port 0 AF_INET

Recv   Send    Send

Socket Socket  Message  Elapsed

Size   Size    Size     Time     Throughput

bytes  bytes   bytes    secs.    10^6bits/sec

 

 87380  16384  16384    10.01    1790.95

即测试请求/应答(request/response)网络流量的性能

1 TCP_RR

[root@ceph2 ~]# netperf -H 192.168.229.130 -l 10 -t TCP_RR

2 TCP_CRR

[root@ceph2 ~]# netperf -H 192.168.229.130 -l 10 -t TCP_CRR

3 UDP_RR

[root@ceph2 ~]# netperf -H 192.168.229.130 -l 10 -t UDP_RR

 

三 Iperf

Iperf是一个网络性能测试工具。可以测试TCP和UDP带宽质量，可以测量最大TCP带宽，具有多种参数和UDP特性，可以报告带宽，延迟抖动和数据包丢失

安装方式: yum install epel-release -y && yum install iperf -y

-s 以server模式启动。#iperf -s

-c host以client模式启动。host是server端地址。#iperf -c serverip

 

通用参数：

-f [kmKM] 分别表示以Kbits, Mbits, KBytes, MBytes显示报告，默认以Mbits为单位,#iperf -c 192.168.100.6 -f K

-i sec 以秒为单位显示报告间隔，#iperf -c 192.168.100.6 -i 2

-l 缓冲区大小，默认是8KB,#iperf -c 192.168.100.6 -l 64

-m 显示tcp最大mtu值

-o 将报告和错误信息输出到文件#iperf -c 192.168.100.6 -o ciperflog.txt

-p 指定服务器端使用的端口或客户端所连接的端口#iperf -s -p 5001;iperf -c 192.168.100.55 -p 5001

-u 使用udp协议

-w 指定TCP窗口大小，默认是8KB

-B 绑定一个主机地址或接口（当主机有多个地址或接口时使用该参数）

-C 兼容旧版本（当server端和client端版本不一样时使用）

-M 设定TCP数据包的最大mtu值

-N 设定TCP不延时

-V 传输ipv6数据包

 

server专用参数：

-D 以服务方式运行。#iperf -s -D

-R 停止iperf服务。针对-D，#iperf -s -R

client端专用参数：

-d 同时进行双向传输测试

-n 指定传输的字节数，#iperf -c 192.168.100.6 -n 1024000

-r 单独进行双向传输测试

-t 测试时间，默认20秒,#iperf -c 192.168.100.6 -t 5

-F 指定需要传输的文件

-T 指定ttl值

 

测试方法

[root@ceph1 ~]# iperf -s -d

WARNING: option -d is not valid for server mode

------------------------------------------------------------

Server listening on TCP port 5001

TCP window size: 85.3 KByte (default)

------------------------------------------------------------

[  4] local 192.168.229.130 port 5001 connected with 192.168.229.131 port 35716

[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth

[  4]  0.0- 0.0 sec  1.00 MBytes   590 Mbits/sec

[  4] local 192.168.229.130 port 5001 connected with 192.168.229.131 port 35718

[  4]  0.0- 0.1 sec  9.88 MBytes  1.42 Gbits/sec

 

[root@ceph2 ~]# iperf -c 192.168.229.130 -n 102400

------------------------------------------------------------

Client connecting to 192.168.229.130, TCP port 5001

TCP window size:  230 KByte (default)

------------------------------------------------------------

[  3] local 192.168.229.131 port 35720 connected with 192.168.229.130 port 5001

[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth

[  3]  0.0- 0.0 sec   128 KBytes  0.00 bits/sec

[root@ceph2 ~]# iperf -c 192.168.229.130 -n 1024000000

------------------------------------------------------------

Client connecting to 192.168.229.130, TCP port 5001

TCP window size: 85.0 KByte (default)

------------------------------------------------------------

[  3] local 192.168.229.131 port 35722 connected with 192.168.229.130 port 5001

[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth

[  3]  0.0- 3.9 sec   977 MBytes  2.12 Gbits/sec

[root@ceph2 ~]# iperf -c 192.168.229.130 -t 100

------------------------------------------------------------

Client connecting to 192.168.229.130, TCP port 5001

TCP window size:  230 KByte (default)

------------------------------------------------------------

[  3] local 192.168.229.131 port 35724 connected with 192.168.229.130 port 5001

[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth

[  3]  0.0-100.0 sec  26.0 GBytes  2.23 Gbits/sec

[root@ceph2 ~]#

 

可以用主机名测试不用IP地址

[root@ceph2 ~]# iperf -c ceph1 -t 1

------------------------------------------------------------

Client connecting to ceph1, TCP port 5001

TCP window size:  178 KByte (default)

------------------------------------------------------------

[  3] local 192.168.229.131 port 35738 connected with 192.168.229.130 port 5001

[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth

[  3]  0.0- 1.0 sec   265 MBytes  2.21 Gbits/sec

[root@ceph2 ~]#

 

 

 

四 rados性能测试

4.1 参数说明

该工具的语法为：rados bench -p -b -t --no-cleanup

 

pool_name：测试所针对的存储池

seconds：测试所持续的秒数

：操作模式，write：写，seq：顺序读；rand：随机读

-b：block size，即块大小，默认为 4M  

-t：读/写并行数，默认为 16  

--no-cleanup 表示测试完成后不删除测试用数据。在做读测试之前，需要使用该参数来运行一遍写测试来产生测试数据，在全部测试结束后可以运行 rados -p cleanup 来清理所有测试数据。

 

 

4.2 rados 写操作

[root@ceph1 ~]# rados bench -p fs_data 1 write --no-cleanup

hints = 1 

Maintaining 16 concurrent writes of 4194304 bytes to objects of size 4194304 for up to 1 seconds or 0 objects

Object prefix: benchmark_data_ceph1_12897

  sec Cur ops   started  finished  avg MB/s  cur MB/s last lat(s)  avg lat(s)

    0      16        16         0         0         0           -           0   

    1      16        32        16   59.6521        64    0.677269    0.552556

Total time run:         1.33617

Total writes made:      32  

Write size:             4194304

Object size:            4194304

Bandwidth (MB/sec):     95.7964

Stddev Bandwidth:       0   

Max bandwidth (MB/sec): 64

Min bandwidth (MB/sec): 64

Average IOPS:           23  

Stddev IOPS:            0   

Max IOPS:               16  

Min IOPS:               16  

Average Latency(s):     0.64773

Stddev Latency(s):      0.313858

Max latency(s):         1.33553

Min latency(s):         0.174907

[root@ceph1 ~]# 

4.3 顺序读

[root@ceph1 ~]# rados bench -p fs_data 1 seq 

hints = 1 

  sec Cur ops   started  finished  avg MB/s  cur MB/s last lat(s)  avg lat(s)

    0      16        17         1   226.336        -1   0.0153576   0.0153576

Total time run:       0.529385

Total reads made:     32  

Read size:            4194304

Object size:          4194304

Bandwidth (MB/sec):   241.79

Average IOPS:         60  

Stddev IOPS:          0   

Max IOPS:             31  

Min IOPS:             31

Average Latency(s):   0.237907

Max latency(s):       0.5281

Min latency(s):       0.00636216

[root@ceph1 ~]#

 

 

4.4 随机读

[root@ceph1 ~]# rados bench -p fs_data 1 rand

hints = 1

  sec Cur ops   started  finished  avg MB/s  cur MB/s last lat(s)  avg lat(s)

    0      16        17         1   248.167        -1    0.011158    0.011158

    1      16        89        73   287.214       288    0.403247    0.179399

Total time run:       1.27151

Total reads made:     89

Read size:            4194304

Object size:          4194304

Bandwidth (MB/sec):   279.983

Average IOPS:         69

Stddev IOPS:          0

Max IOPS:             72

Min IOPS:             72

Average Latency(s):   0.223529

Max latency(s):       0.660905

Min latency(s):       0.00182668

[root@ceph1 ~]#

4.5清除历史测试数据

rados -p fs_data cleanup

 

五 rados load-gen

RADOS性能测试: 使用rados load-gen工具

# rados -p rbd load-gen

 

--num-objects 初始生成测试用的对象数，默认 200

--min-object-size       测试对象的最小大小，默认 1KB，单位byte

--max-object-size       测试对象的最大大小，默认 5GB，单位byte

--min-op-len      压测IO的最小大小，默认 1KB，单位byte

--max-op-len      压测IO的最大大小，默认 2MB，单位byte

--max-ops         一次提交的最大IO数，相当于iodepth

--target-throughput     一次提交IO的历史累计吞吐量上限，默认 5MB/s，单位B/s

--max-backlog     一次提交IO的吞吐量上限，默认10MB/s，单位B/s

--read-percent    读写混合中读的比例，默认80，范围[0, 100]

--run-length      运行的时间，默认60s，单位秒

六IO监控工具

iostat主要用于监控系统设备的IO负载情况，iostat首次运行时显示自系统启动开始的各项统计信息，之后运行iostat将显示自上次运行该命令以后的统计信息。用户可以通过指

定统计的次数和时间来获得所需的统计信息。

 

iostat -d -k 2

参数-d 表示，显示设备(磁盘)使用状态，-k某些使用block为单位的列强制使用kilobytes为单位；

2表示，数据显示每隔2秒刷新一次

 

[root@ceph2 ~]# iostat -d -k 1 10

Linux 3.10.0-862.el7.x86_64 (ceph2)     12/18/2018      _x86_64_        (1 CPU)

 

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn

fd0               0.00         0.00         0.00         48          0

sda               7.32        23.41       218.97     820102    7670958

sdb               2.17        24.01       129.89     841084    4550488

sdc               1.67         6.26        59.65     219428    2089592

dm-0              2.45        23.83       129.89     834972    4550260

dm-1              1.87         6.09        59.64     213444    2089364

 

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn

fd0               0.00         0.00         0.00          0          0

sda               1.98         0.00        16.83          0         17

sdb               0.00         0.00         0.00          0          0

sdc               0.00         0.00         0.00          0          0

 

tps:每秒的传输次数，一次传输意思是一次I/O请求。多个逻辑请求可能会被合并为一次I/O请求。

KB_read/s:每秒从设备(drive expressed)读取的数据量

KB_wrth/s:每秒向设备(driveexpressed)写入的数据量

KB_read:读取的总数据量

KB_wrth:写入的总数据量；if 这些单位都是Kilobytes: