测试 #2 - 亚马逊 SSD PIOPS 真的更优秀吗？

对于当今许多应用程序来说，磁盘速度至关重要，这也是一些 AWS 用户选择各种可用的弹性块存储 (EBS) 选项的原因。作为内存数据库，Redis 主要依赖内存，磁盘速度的重要性降低，但 Redis 也是持久化的，它使用磁盘进行复制。那么，当您已经运行 Redis 服务器时，是否值得为 AWS 提供的更快磁盘支付额外费用呢？

我们最初的假设是“否”，主要是因为 Redis 在创建 AOF 文件时使用顺序写入，当您执行复制时，它只是将内存转储到磁盘。这些操作都不会利用 SSD 的快速分配或 PIOPS 的优势。两年前，我们进行了一些测试，证明了我们的假设，最近我们再次对其进行了测试，以查看结果是否发生了变化。

测试

我创建了三个基准测试，用于比较 EBS 磁盘速度与普通磁性磁盘、带 SSD 的 EBS 以及带 SSD PIOPS 的 EBS。基准测试是在三个节点上进行的，每个节点都有自己的 EBS，并且在它们之上安装了我们的 Redis Clouds 服务。我想使用 PIOPS 的最佳配置，所以我选择了 c3.4xlarge 实例类型（更多信息请访问 这里）。我将 Redis 配置为每秒写入其追加日志文件（即 appendfsync everysec），这是 AOF 的默认设置，被认为是常见的用例。最后，我没有使用复制来避免不必要的网络噪音，这个基准测试的重点是磁盘使用情况。

设置

我们客户机实例类型为 c3.2xlarge，我使用我们自己开发的 memtier_benchmark 工具来模拟工作负载。

基准测试运行专门执行写入操作。我使用了 10KB 的对象，并让基准测试使用 50 个并发连接和 25 的管道大小。作为参考，以下是我使用 memtier_benchmark 的命令行参数

 –ratio=1:0 –test-time=120 -d 10000 -t 1 -c 50 –pipeline=25

比率仅设置为写入 (SET) 操作，测试时间为 2 分钟。我分别用单个线程和 4 个线程运行了每个测试两次，因为我想检查线程数量对性能的影响（如果有的话）。

结果

令我惊讶的是，这些基准测试表明，在 SSD 和 SSD PIOPS 上运行 Redis 的性能远高于在磁性磁盘上运行 Redis 的性能

逻辑保持不变，磁盘物理特性也没有改变 - 就其本身而言，磁性 EBS 应该提供与 SSD EBS 相似的吞吐量和延迟。但我们发现，使用 SSD EBS 将为您提供更好的硬件和更快的网络，从而将性能提高两倍。请注意，将 memtier_benchmark 客户端线程数量从 1 增加到 4 会导致性能下降，表明我们有效地饱和了 EBS 设备。

如果您的持久性要求严格，那么为更快的磁盘付费是值得的。此外，您可以通过附加多个 EBS 卷来提高存储的吞吐量，但这种方法在本基准测试中未进行测试。提高 Redis 设置每秒事务数 (TPS) 分数的另一种方法是将持久性委托给从属实例，从而释放主实例来执行实际的数据处理。但是，请注意，复制可能会增加网络负载，并可能降低数据库的一致性。

其他发现

我使用 Linux 的 iostats 来监控基准测试运行期间每个存储配置的写入吞吐量。每个运行结束后，我还触发了手动快照（SAVE 命令）并监控其写入吞吐量。以下结果

分析

1. AOF 的速度大约是快照的两倍，并且具有高吞吐量 EBS 设备。这可以通过以下事实来解释：默认情况下，快照进程对创建的 RDB 文件执行动态压缩，这会延迟 I/O 写入吞吐量。EBS 卷的性能越高（即 SSD），吞吐量比率对 AOF 活动就越有利，因为瓶颈从 EBS 访问转移到 CPU。
2. 需要注意的是，虽然 SSD PIOPS 的写入吞吐量是磁性磁盘的 4.5 倍（96.2MB/秒 vs 21.3MB/秒），但在端到端 memtier_benchmark 结果中，它的性能仅提高了 2 倍（10484 次写入/秒 vs. 5214 次写入/秒）。这可以通过文件系统缓存的影响以及 Salvatore 在 这篇文章 中提供的评论来解释。

结论

尽管 SSD 存储针对随机访问而不是追加写入模式（后者是 Redis 的工作方式）进行了优化，但我们很高兴地发现，对于我们的目的来说，它实际上比磁性磁盘性能更高。此外，AWS 的 SSD PIOPS 的确比常规 SSD 提供更高的吞吐量。AWS 团队为提供这种出色的服务而获得了高度赞赏，我们的建议是：如果您在 EC2 上运行 Redis 并需要数据持久性，那么在 PIOPS SSD EBS 卷上花费的钱将物有所值。