Amazon PIOPS 真的比标准 EBS 好吗？

更新：阅读我们的后续文章 第二篇 – Amazon SSD PIOPS 真的更好吗？

两个月前，亚马逊推出了其 EBS 预置 IOPS (PIOPS)，用于在云中运行高性能数据库，并推出了 EBS 优化实例，以在 EC2 和 EBS 之间提供专用吞吐量。作为 Redis 云 服务的提供商，我们想知道 PIOPS EBS 与 EBS 优化实例的性能是否真的比标准 EBS 与非优化实例对 Redis 更好。请注意，最近亚马逊发布了其新的 RDS 预置 IOPS。但是，它不适用于 Redis，因此本文不会讨论它。

在 AWS 上运行 Redis 对 Redis 用户来说一直是一个 挑战，主要是因为 EBS 的网络和 I/O 吞吐量缓慢且不可预测。虽然 Redis 是一个纯内存数据存储系统，它从 RAM 中提供所有服务，但它还有两种 持久存储机制，以提高持久性：AOF（追加式日志文件）和快照。这些机制在与持久存储交互时非常有效，因为它们仅使用顺序写入，没有寻道时间。因此，即使在非 SSD 硬件上，Redis 也可以与数据持久性很好地运行。

话虽如此，我们还是决定对亚马逊的 EBS PIOPS 进行一些基准测试，因为缓慢的存储设备仍然可能对 Redis 造成很大的困扰。当 AOF“每秒 fsync”策略因缓慢的磁盘 I/O 而阻塞整个 Redis 操作时，就会出现这种情况。此外，用于点时间快照或 AOF 重写的后台保存需要更长的时间，因此会使用更多内存进行写时复制，从而留给应用程序的可用内存更少。您可能已经看到 详细的帖子，来自 Strattalux，比较了使用 EBS 优化和非优化实例的 PIOPS EBS 与标准 EBS 的性能。虽然他们的测试很有趣，但我们认为我们会更深入地研究一下，看看一个简单的 Redis 应用程序的性能是否受到不同存储架构的影响。因此，我们非常具体，只测试了顺序写入的性能，忽略了随机读写和顺序读取等其他情况。

为了进行基准测试，我们还审查了成本影响，并使用了我们认为更优化的标准 EBS 性能配置（1 x 1TB EBS 卷与 10 x 100 GB RAID0 EBS，来自一个关于 标准 EBS 性能 的非常有教育意义的博客，作者是来自 Netflix 的 Adrian Cockcroft）。因此，让我们直接进入我们的测试的详细信息…

基准测试设置 我们使用了以下设置：带优化实例的 PIOPS EBS（即带 EBS 优化属性设置为真的 m2.4xlarge）与带非优化实例的标准 EBS（带 EBS 优化属性设置为假的 m2.4xlarge）。我们还测试了另一种设置，其中我们比较了非优化实例上的 PIOPS EBS 与标准 EBS（m2.2xlarge）。我们的目的是看看那些由于各种原因（例如成本）无法使用 EBS 优化实例的 AWS 用户是否可以从新的 PIOPS EBS 中获益。这些结果与上面描述的设置非常相似。对于所有测试，我们使用了 2 台 m1.xlarge 实例来运行我们的 memtier_benchmark 负载生成工具（memtier_benchmark 是我们开发的用于测试 Redis 和 Memcached 数据存储的先进负载生成工具，我们将在我们的 github 帐户中很快分享）。我们在每个配置上运行了 8 次测试以模拟 Redis 应用程序，然后运行了每个测试 3 次，并计算了平均结果。我们的测试组合包括

1. 每台负载生成机上 100 和 500 个连接（总共 200 和 1000 个连接）
2. 100B 和 1KB 对象大小
3. 50%/50% 读/写场景，以及 100% 写场景（用于对 EBS 加载）

基准测试结果 注意，我们选择展示来自 1KB 对象大小测试的结果，这些测试会对 EBS 加载更大的压力。 RPS（每秒请求数） 延迟 上面显示了我们两个 memteir_benchmark 工具汇总的 RPS 和延迟结果。我们的延迟测试考虑了网络往返时间、Redis 处理时间以及 memtier_benchmark 工具解析结果所花费的时间。如您所见，所有测试中的 RPS 和延迟大致相同，虽然存在一些差异，这可能是由于测试期间 AWS 基础设施的波动造成的。不用说，Redis 在磁盘访问次数更少的情况下运行得更好。 iostats

上面的结果来自在测试运行期间执行的 iostats 命令（这是一个有用的 AWS 论坛帖子，解释了如何解释 Linux iostats）。我们每 2.5 秒运行一次 iostats，并汇总来自两个 EBS 卷的结果。这些图表只展示了与 Redis 相关的性能参数——“读取”参数没有展示，因为它们在这些测试期间始终为零。如您所见，除了偶尔出现的一些故障外，iostats 显示了两种 EBS 配置的大致相同结果。 设置成本 如前所述，我们想了解标准与 PIOPS EBS 选项的成本影响，因此我们比较了使用 us-east-1（弗吉尼亚北部）中的 Amazon EC2 按需价格的每月设置成本

结论 在对 AWS 上的 Redis 进行 32 次密集测试（每次测试运行 3 次迭代，总共 96 次测试迭代）后，我们发现非优化 EBS 实例和优化 EBS 实例在使用 Amazon 的 PIOPS EBS 对 Redis 时效果都不佳。根据我们的结果，使用正确的标准 EBS 配置可以提供与 PIOPS EBS 相同甚至更好的性能，而且实际上可以节省您的资金。请记住，这些发现代表了一种特定的存储使用模式（仅顺序写入），因此如果您有不同的存储访问模式，您可能需要查看 Stratalux 测试结果（同时考虑我们建议的不同的标准 EBS 配置）。鉴于这些结果，我们计划继续在标准 EBS 配置上运行 Garantia Data 的集群。我们欢迎 Amazon EBS 团队对我们的基准测试发表评论，并将确保分享我们发现的任何新信息。