测试步骤
CPU和内存性能测试
测试环境
操作系统: CentOS 7 云平台版本: >= v3.7.7 宿主机: Dell PowerEdge R730xd
- CPU: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2678 v3 @ 2.50GHz
- 内存: DDR4 2133 MHz 256GB (16GB x 16)
- 磁盘: 机械盘 20TB PERC H730P Mini (RAID 10)
- 网卡: 10000Mb/s
安装测试软件
测试工具:
- UnixBench: 测试虚拟机CPU性能
- mbw: 测试内存性能
# 安装 UnixBench
$ yum install -y git gcc autoconf gcc-c++ time perl-Time-HiRes
$ git clone https://github.com/kdlucas/byte-unixbench.git
# 安装 mbw
$ git clone https://github.com/raas/mbw.git && cd mbw
$ make && ./mbw 512
CPU 测试
测试命令:
$ cd byte-unixbench/UnixBench
$ ./Run -c 1 whetstone-double dhry2reg fsdisk
结论:
| 指标 | 物理机 | 虚拟机 | 虚拟化开销（物理机-虚拟机/ 物理机） |
|---|---|---|---|
| Dhrystone | 34839728.4 lps | 33964545.0 lps | 2.5% |
| Double-Precision Whetstone | 4368.3 MWIPS | 4244.3 MWIPS | 2.8% |
| File Copy | 1825548.4 KBps | 1788048.3 KBps | 2.1% |
内存测试
结论:
| 指标 | 物理机 | 虚拟机 | 虚拟化开销（物理机-虚拟机/物理机） |
|---|---|---|---|
| MEMCPY AVG | 7578.348 MiB/s | 6254.520 MiB/s | 1.7% |
本地存储IO测试
测试方法
采用fio，分别用如下场景和命令测试：
- 4KB随机读
fio --name=random-read --ioengine=posixaio --rw=randread --bs=4k --size=4g --numjobs=1 --iodepth=16 --runtime=60 --time_based --direct=1
- 4KB随机写
fio --name=random-write --ioengine=posixaio --rw=randwrite --bs=4k --size=4g --numjobs=1 --iodepth=16 --runtime=60 --time_based --direct=1 --end_fsync=1
- 4K顺序读
fio --name=random-read --ioengine=posixaio --rw=read --bs=4k --size=4g --numjobs=1 --iodepth=16 --runtime=60 --time_based --direct=1
- 4K顺序写
fio --name=random-write --ioengine=posixaio --rw=write --bs=4k --size=4g --numjobs=1 --iodepth=16 --runtime=60 --time_based --direct=1 --end_fsync=1
- 1MB顺序读
fio --name=seq-read --ioengine=posixaio --rw=read --bs=1m --size=16g --numjobs=1 --iodepth=1 --runtime=60 --time_based --direct=1
- 1MB顺序写
fio --name=seq-write --ioengine=posixaio --rw=write --bs=1m --size=16g --numjobs=1 --iodepth=1 --runtime=60 --time_based --direct=1 --end_fsync=1
测试环境
-
物理机
OS: CentOS Linux release 7.9.2009 (Core) 内核：3.10.0-1062.4.3.el7.yn20191203.x86_64 CPU: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2678 v3 @ 2.50GHz 内存：256G RAID控制器：Broadcom / LSI MegaRAID SAS-3 3108 RAID Level: RAID10
-
Linxu 虚拟机
OS: CentOS Linux release 7.6.1810 (Core) 内核：3.10.0-957.12.1.el7.x86_64 配置：4核CPU4G内存30G系统盘100G数据盘
-
Windows 虚拟机
OS: Windows Server 2008 R2 Datacenter 6.1 配置：4核CPU4G内存40G系统盘100G数据盘
测试结果
| 场景 | 4KB | 随机读 | 4KB | 随机写 | 4KB | 顺序读 | 4KB | 顺序写 | 1MB | 顺序读 | 1MB | 顺序写 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IOPS | Throughput | IOPS | Throughput | IOPS | Throughput | IOPS | Throughput | IOPS | Throughput | IOPS | Throughput | |
| 物理机 | 195 | 782KiB/s | 7349 | 28.7MiB/s | 22.1k | 86.3MiB/s | 24.5k | 95.8MiB/s | 1055 | 1056MiB/s | 1117 | 1118MiB/s |
| (100%) | (100%) | (100%) | (100%) | (100%) | (100%) | (100%) | (100%) | (100%) | (100%) | (100%) | (100%) | |
| Linux 虚拟机 | 245 | 981KiB/s | 6096 | 23.8MiB/s | 9458 | 36.9MiB/s | 6278 | 24.5MiB/s | 979 | 980MiB/s | 1058 | 1059MiB/s |
| (cache=none) | (126%) | (125%) | (83%) | (83%) | (43%) | (43%) | (26%) | (26%) | (93%) | (93%) | (95%) | (95%) |
| Linux 虚拟机 | 243 | 973KiB/s | 7483 | 29.2MiB/s | 11.5k | 44.9MiB/s | 7271 | 28.4MiB/s | 958 | 959MiB/s | 1052 | 1052MiB/s |
| (cache=none,queues=4) | (125%) | (124%) | (102%) | (102%) | (52%) | (52%) | (30%) | (30%) | (91%) | (91%) | (94%) | (94%) |
| Linux 虚拟机 | 13.0k | 54.5MiB/s | 8360 | 32.7MiB/s | 13.1k | 51.3MiB/s | 8976 | 35.1MiB/s | 2550 | 2551MiB/s | 1045 | 1046MiB/s |
| (cache=writeback) | (6667%) | (6969%) | (114%) | (114%) | (59%) | (59%) | (37%) | (37%) | (242%) | (242%) | (94%) | (94%) |
| Linux 虚拟机 | 28.7k | 112MiB/s | 12.2k | 47.5MiB/s | 29.6k | 116MiB/s | 11.2k | 43.8MiB/s | 2931 | 2932MiB/s | 1220 | 1220MiB/s |
| (cache=writeback,queues=4) | (14718%) | (14322%) | (166%) | (166%) | (134%) | (134%) | (46%) | (46%) | (278%) | (278%) | (109%) | (109%) |
| Windows 虚拟机 | 2811 | 11.0MiB/s | 6002 | 23.4MiB/s | 11.8k | 46.1MiB/s | 4289 | 16.8MiB/s | 1009 | 1009MiB/s | 685 | 686MiB/s |
| (cache=none) | (1441%) | (1407%) | (82%) | (82%) | (53%) | (53%) | (18%) | (18%) | (96%) | (96%) | (61%) | (61%) |
| Windows 虚拟机 | 2794 | 10.9MiB/s | 7448 | 29.1MiB/s | 21.1k | 82.6MiB/s | 25.5k | 99.7MiB/s | 930 | 930MiB/s | 1013 | 1014MiB/s |
| (cache=none,queues=4) | (1432%) | (1394%) | (101%) | (101%) | (95%) | (96%) | (104%) | (104%) | (88%) | (88%) | (91%) | (91%) |
| Windows 虚拟机 | 2483 | 9935KiB/s | 7430 | 29.0MiB/s | 10.9k | 42.8MiB/s | 13.6k | 53.0MiB/s | 1993 | 1994MiB/s | 920 | 920MiB/s |
| (cache=writeback) | (1273%) | (1270%) | (101%) | (101%) | (49%) | (50%) | (56%) | (55%) | (189%) | (189%) | (82%) | (82%) |
| Windows 虚拟机 | 4520 | 17.7MiB/s | 18.8k | 73.6MiB/s | 23.3k | 90.8MiB/s | 21.8k | 85.1MiB/s | 2628 | 2628MiB/s | 1191 | 1192MiB/s |
| (cache=writeback,queues=4) | (2317%) | (2263%) | (2558%) | (2564%) | (105%) | (105%) | (89%) | (89%) | (249%) | (249%) | (106%) | (106%) |
测试结论
- 和物理机相比，在4KB随机读写，1MB顺序读写方面，有10%左右的虚拟化开销。可以认为虚拟机性能和物理机相当。由于缓存的作用，虚拟机性能在某些场景甚至超过物理机。
- 开启writeback和多队列之后，写性能有明显加速
- 在4KB顺序读写性能方面，虚拟机仅有物理机的一半性能。这是因为磁盘采用thin provision方式，虚拟机内的顺序读写转换到物理机其实是随机读写。为了改善虚拟机4KB顺序读写性能，需要将虚拟磁盘文件进行预分配。这样虚拟机内的顺序读写在物理机也是顺序读写。
共享存储(ceph)IO性能测试
测试环境
1、宿主机配置：
OS: CentOS Linux release 7.9.2009 (Core) 内核：3.10.0-1062.4.3.el7.yn20191203.x86_64 CPU: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2678 v3 @ 2.50GHz 内存：256GB
2、虚拟机配置：
OS: CentOS Linux release 7.6.1810 (Core) 内核：3.10.0-957.12.1.el7.x86_64 配置：4核CPU4G内存30G系统盘100G数据盘
3、Ceph存储配置
网卡：2x10G双光口存储网 + 2x10G双光口接入网 磁盘：全闪SSD
测试数据
| 场景 | 4KB | 随机读 | 4KB | 随机写 | 4KB | 顺序读 | 4KB | 顺序写 | 1MB | 顺序读 | 1MB | 顺序写 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IOPS | Throughput | IOPS | Throughput | IOPS | Throughput | IOPS | Throughput | IOPS | Throughput | IOPS | Throughput | |
| cache=none | 1054 | 4217KiB/s | 405 | 1622KiB/s | 1864 | 7456KiB/s | 552 | 2209KiB/s | 159 | 159MiB/s | 163 | 164MiB/s |
| cache=none,queues=4 | 1152 | 4608KiB/s | 441 | 1767KiB/s | 2066 | 8265KiB/s | 368 | 1472KiB/s | 168 | 169MiB/s | 168 | 168MiB/s |
| cache=writeback | 978 | 3913KiB/s | 9425 | 36.8MiB/s | 1623 | 6494KiB/s | 10.7k | 41.7MiB/s | 149 | 149MiB/s | 474 | 474MiB/s |
| cache=writeback,queues=4 | 1071 | 4284KiB/s | 12.6k | 49.3MiB/s | 1711 | 6848KiB/s | 15.1k | 59.1MiB/s | 161 | 161MiB/s | 475 | 475MiB/s |
测试结论
- 开启writeback和多队列能够明显提升写性能
- 读性能比较难优化，可以调高虚拟机内的 read ahead 缓存（blockdev --setra /dev/sda）
- Ceph并未把网络打满，也未能用满SSD的性能，性能瓶颈感觉还是在软件层面
网络测试
测试条件
-
默认情况下虚拟机有流量限制，需要在前端或者用命令行工具
climc server-change-bandwidth把带宽改为 0 ，表示取消限速。 -
默认情况下，VPC虚拟机的EIP也有带宽限制（默认30Mbps），也需要在前端，或者用climc修改限制为0，表示取消限制。
测试方法:
# 找一台机器运行 iperf server 模式，假设 ip 是 10.127.100.3
$ iperf3 -s --bind 10.127.100.3
# 在另外一台机 器作为 iperf client 模式连接 server
$ iperf3 -c 10.127.100.3 -t 30
以上重复执行三次，取最好的一次。
经典网络性能测试
环境
1、宿主机配置：
OS: CentOS Linux release 7.9.2009 (Core) 内核：3.10.0-1062.4.3.el7.yn20191203.x86_64 CPU: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2678 v3 @ 2.50GHz 内存：256GB
2、虚拟机配置：
OS: CentOS Linux release 7.6.1810 (Core) 内核：3.10.0-957.12.1.el7.x86_64 配置：2核CPU 2G内存 30G系统盘
结论
| 源 \ 目的 | 物理机 | 虚拟机 |
|---|---|---|
| 物理机 | 8.35 Gbps (100%) | 8.40 Gbps (101%) |
| 虚拟机 | 8.41 Gbps (101%) | 8.33 Gbps (99.7%) |
说明：饱和流量测试，网路虚拟化开销很低（1%量级）。
VPC网络性能测试
测试环境
1、宿主机配置：
OS: CentOS Linux release 7.7.1908 (Core) 内核：5.4.130-1.yn20210710.el7.x86_64 CPU: Intel(R) Xeon(R) Gold 5218R CPU @ 2.10GHz 内存：256GB
2、虚拟机配置：
OS: CentOS Linux release 7.8.2003 内核：3.10.0-1127.el7.x86_64 配置：2核CPU 2G内存 30G系统盘
结论
| 场景 | 物理机到物理机 | 虚拟机到虚拟机 | 虚拟机EIP到虚拟机EIP |
|---|---|---|---|
| 性能 (Gbps) | 9.19 (100%) | 8.96 (97%) | 5.83 (63%) |
说明：饱和流量情况下，网络虚拟化开销很低（3%量级）。由于转换路径较长，EIP的性能要差很多（36%损耗）。