如何做好企业级存储产品的测试
目录
- 测试方法、磁盘&全闪存阵列测试数据
- 分布式存储测试要点、性能评估指标
- 冷存储：磁带库、VTL、蓝光光盘
- 测试方/厂商/上游供应链角度、技术/非技术因素
上一篇《NVMe-oF以太网SSD：三星说第一家，东芝/Marvell两年前就有了？》的内容，出自ODCC开放数据中心峰会的“新技术与测试分论坛”，而就在同一间论坛里还有个分享干货满满，那就是中国移动通信研究院技术经理鲁江华老师的《如何做好企业级存储产品的测试》。
除了甲方用户视角之外，下面的资料中还分享了不少珍贵的测试数据。而我也尝试加入一点自己的解读。
测试方法、磁盘&全闪存阵列测试数据
图片点开后可放大，以下同
关键业务数据库，一直是运行在存储阵列上的重要应用之一，只是近年来连接的小型机越来越多地换成了x86服务器。上图中的压力模型数据是模拟的中国移动现网环境，也比较有代表性。
具体来说，OLTP交易型数据库主要考验存储IOPS，4KB-8KB随机读写所占比例较大，特别是读。其中占到总I/O数20%的随机读能够被阵列的Cache缓存命中。
OLAP分析型数据库则更多考验存储的顺序I/O带宽，64KB顺序读占到了70%。
解读：按照前面的测试方法，（HDD机械硬盘）磁盘阵列的IOPS没有纯4KB或者8KB随机读那么高，通常实际用户也很少真的满配1000-2000块盘。移动分享的高端磁盘阵列平均IOPS为12万多，5家厂商也都在10-16万这个范围内；中端盘阵平均IOPS在4.5万左右；低端也达到了1万以上。
从历年测试数据来看，由于HDD本身的I/O瓶颈，从2010年前后高端阵列就没有明显的突破了。有些年份偏低，估计与采购的配置和价格有关。
上图中还提到一点：“中低端存储的国内厂家主要以OEM国外厂商的方式参与“，具体在这里主要是指H3C/HPE、联想/NetApp吧。
由于SSD本身速度快，存储控制器软硬件更容易成为瓶颈，因此不同厂商全闪存阵列的性能差距比较大，比如上图中有的跑到90万IOPS，也有的只有10几万。
解读：当然也不是在测试中跑的快的存储，在实际业务中就100%一定很好用，我听到银行等客户处也有过不同的例子。所以对于新的存储型号，有些行业甲方会先买来跑一到几年测试业务，稳妥之后才上核心业务。
全闪存阵列普遍提供压缩/重删功能，不同厂商测试的数据缩减比例在2-4倍不等。
解读：如上图，有的厂商全闪存阵列在开启压缩后性能下降40%，而重删+压缩后甚至下降80%；而有的厂商数据缩减的影响却很小。记得我在2018年写到PowerMax时，官方宣称“重删和压缩的性能影响几乎为零“；而后来的中端NVMe全闪存阵列PowerStore，也有专门的QAT硬件来处理压缩。
至于连续创建快照时的性能下降，从原理上来讲COW（写时复制，或称CoFW）影响会比较大，而ROW（写时重定向）至少写入性能保证的比较好。至于ROW带来数据碎片化的问题，我在2015年的一篇讨论中曾拿Nimble和NetApp举过例子，在全闪存时代这一点对后续读性能的影响减小了许多。
分布式存储测试要点、性能评估指标
解读：上图中提到：“Ceph等分布式存储软件开源组织的蓬勃发展，降低了分布式存储产品开发的门槛。”由于要协同多个节点，分布式存储的数据切块/Chunk算法比集中存储阵列要复杂，也有些容易出现容量分布不均衡的问题，影响到利用率。
除了传统的性能测试之外，可靠性测试要考虑的因素增加了——比如：掉电影响、节点离线、断网（模拟交换机故障）等。企业级特性方面，支持同步复制/双活的分布式存储好像不多；另外就是重删，这个要想跨节点实现全局重删元数据管理上会相当麻烦。
具体到分布式文件存储，测试表明小文件表现好不代表大文件表现也一定好。这个要结合业务特点来选择了。
冷存储测试：磁带库、VTL、蓝光光盘
电信运营商的冷数据主要包括：备份、日志数据、话单数据和统计数据。在全部存储的业务数据中，预期30天后进行数据检索的冷数据比例达到60%。
解读：物理磁带库提高性能，主要靠驱动器和机械手的数量，在备份任务中实现并发操作。相比之下，虚拟带库（VTL）能够实现更好的单数据流性能。由于是磁盘存储，VTL也没有物理磁带产品那么多机械故障，同时支持随机访问——特别是在恢复备份时不用等着磁带倒带的时间了。
VTL的数据可靠性通过RAID等来保护；而磁带要是放重要性高的数据备份，通常存2-3盘才保险一些。
VTL的价值就是面对备份软件时模拟成物理磁带库，因此兼容性比较重要。其实当前主流的磁盘备份产品，大多也提供文件访问接口，或者像Data Domain（最新名字叫PowerProtect）DD Boost这样的专用备份加速协议。
测试方/厂商/上游供应链角度、技术/非技术因素
解读：从甲方角度的三个要素为：使用部分的需求、采购部分的需求，以及测试实施能力。从采购的KPI来看，通常是买到够用的产品越便宜越好？所以需要标准化模型、量化指标来引入合理竞争。对于测试技术人员来说，如果能发现乙方产品的不足或局限，配合使采购部门谈判到更低的价格，也可以算一种贡献吧？
解读：站在厂商（乙方）角度，用户需求至上自不必说；“业界对标”即所谓知己知彼；对于测试团队，如果允许修改软件代码的情况下，带上研发人员现场支持自然更好。对于重要的项目，特别是技术因素占据主导的，还可以在异地厂商实验室的测试环境镜像同步验证，以便快速复现、分析问题等。
至于迭代改进，无论研发还是测试人员，大家都是在不断的项目参与中，摸索经验并逐渐进步的。
解读：关于存储厂商的上游供应链角度，我举一个简单的例子吧：比如某个品牌/型号的SSD性能表现更好，为了跑高分，厂商就会倾向于用这款来测试。这也会间接影响到后续用户的采购吧？如果在性能、品质上没有优势的供应商，是不是只能打价格战了。
通过共享部分测试成果，能够划分出产品的档次。来自用户的长期需求反馈，会影响到产品的功能和性能特点。中国移动的测试分享希望给业界提供两点启发：放大测试的价值，参考相同场景的成果。
最后，再次感谢鲁江华老师的精彩分享！
扩展阅读：《企业存储技术》文章分类索引（微信公众号专辑）》
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