部署存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)常需要綜合評(píng)價(jià)工作負(fù)載，從而進(jìn)行存儲(chǔ)系統(tǒng)的調(diào)優(yōu)。本文簡(jiǎn)單總結(jié)了幾個(gè)典型的工作負(fù)載及其特點(diǎn)，方便在系統(tǒng)調(diào)優(yōu)時(shí)做一些參考。

通常情況下，我們大多數(shù)人都會(huì)考慮如下幾個(gè)方面：

• IOPS：I/O速率
• Latency：時(shí)延
• I/O Size：I/O塊大小
• R/W Ratio：讀寫比
• R/S Ratio: 隨機(jī)順序比

但是我們經(jīng)常忽略以下幾個(gè)方面：

• Cache Hit Ratio：緩存***率，基本上指的是讀緩存的***率，因?yàn)閷懖僮骰旧隙紩?huì)先寫到寫緩存上。這個(gè)參數(shù)將會(huì)影響系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。
• Write Efficiency：寫效率，指的是一塊數(shù)據(jù)在落盤之前，被重復(fù)寫的次數(shù)。在一些數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的負(fù)載中，有時(shí)候數(shù)據(jù)剛剛被寫入，繼而又會(huì)被讀出來，然后再修改，如此反復(fù)多次。

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典型OLTP負(fù)載型應(yīng)用

Online Transaction Processing聯(lián)機(jī)事務(wù)處理過程, 是前臺(tái)接收的用戶數(shù)據(jù)可以立即傳送到計(jì)算中心進(jìn)行處理，并在很短的時(shí)間內(nèi)給出處理結(jié)果。 例如銀行的存取款業(yè)務(wù)，股票交易業(yè)務(wù)等。 其負(fù)載特點(diǎn)是IO size在16k以下，讀比例在70%左右，緩存***率在20%以下，隨機(jī)比例大于50%。

90% read, 8 - 16 - 32 - 64 KB blocks, 30% sequential, 30 - 40% cache hit

80% read, 16 - 32 - 64 KB blocks, 40 - 50% sequential, 50 - 60% cache hit

Microsoft Exchange Server負(fù)載型應(yīng)用

Exchange的負(fù)載類型與OLTP很相似，***的差異在IO size上。其IO size***可到128k，寫比例可達(dá)60%。因此在考慮此應(yīng)用時(shí)，要在OLTP的基礎(chǔ)上適當(dāng)加大IO size和寫比例。更加詳細(xì)的介紹可參考微軟官方文檔：http://technet.microsoft.com/en-us/exchange/dd203064

順序讀寫負(fù)載型應(yīng)用

此負(fù)載類型最典型的就是在磁帶系統(tǒng)中用到，當(dāng)然機(jī)械硬盤和閃存系統(tǒng)中也會(huì)碰到。由于讀寫是順序的，因此在數(shù)據(jù)的預(yù)處理和緩存上可以達(dá)到很好的優(yōu)化，而且IO size也會(huì)比較大，在256k甚至更大。順序讀寫的應(yīng)用，其實(shí)對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求不高，IOPS也要求不大，反而是對(duì)系統(tǒng)帶寬有較大的要求。因此測(cè)試此類應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該著重測(cè)試系統(tǒng)的帶寬。以下幾個(gè)場(chǎng)景中比較符合順序讀寫的負(fù)載類型：

• 備份/恢復(fù)
• 數(shù)據(jù)庫日志
• 批處理應(yīng)用
• 文件服務(wù)
• 網(wǎng)頁服務(wù)
• 流媒體服務(wù)
• 圖像應(yīng)用

批處理型負(fù)載應(yīng)用

此類型屬于混合型讀寫，需要同時(shí)保證隨機(jī)，間斷順序，純順序，和分類型讀寫數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)塊大小偏大，大約在128k-256k。讀寫比例將近1:1，相同的卷出現(xiàn)同時(shí)讀寫的比例較高，需要較大的IOPS，和保證一定的帶寬。

緩存友好型負(fù)載應(yīng)用

可以用緩存***率來衡量一個(gè)應(yīng)用是否屬于緩存友好型負(fù)載，但這并不是很容易，因?yàn)橐粋€(gè)應(yīng)用可能在運(yùn)行中不斷的改變其特點(diǎn)。例如數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)用戶使用數(shù)據(jù)時(shí)，就是緩存友好型，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫會(huì)將用戶的加載到緩存中；但當(dāng)跑批處理或者生成報(bào)告時(shí)，數(shù)據(jù)的訪問變得非常隨機(jī)，此時(shí)就屬于緩存不友好型。

簡(jiǎn)單的識(shí)別方法是分析數(shù)據(jù)的訪問的隨機(jī)性，一般而言，隨機(jī)訪問的緩存***率比較低，可以近似為緩存不友好型。順序性的負(fù)載基本上是緩存友好型。還有一點(diǎn)是寫操作型的負(fù)載基本上也是緩存友好型，因?yàn)槊總€(gè)寫操作都會(huì)先到緩存，經(jīng)過一定處理后，最終才集中落盤。

數(shù)據(jù)庫查詢型負(fù)載應(yīng)用

這種負(fù)載也是一種典型的負(fù)載，其特點(diǎn)有：

• 較高的讀比例
• 較大的隨機(jī)性
• 較小的IO size

但現(xiàn)在大部分的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用都會(huì)有讀緩存的優(yōu)化算法，可以將隨機(jī)的讀寫操作***化的接近順序讀寫，因此在測(cè)試的時(shí)候，也要加入順序讀寫操作來模擬真實(shí)負(fù)載。

數(shù)據(jù)庫日志型負(fù)載應(yīng)用

日志系統(tǒng)也是數(shù)據(jù)庫必備的，主要是保證數(shù)據(jù)一致性和用于數(shù)據(jù)恢復(fù)。此類負(fù)載主要是寫操作，順序性負(fù)載，塊大小在64k左右，對(duì)IOPS和帶寬有一定的要求，但不大。因此這類應(yīng)用負(fù)載是比較容易模擬和調(diào)優(yōu)的。

數(shù)據(jù)庫交互環(huán)境型負(fù)載應(yīng)用

這種負(fù)載類型主要出現(xiàn)在多個(gè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互時(shí)，其主要特點(diǎn)有：

1. 較低的緩存***率
2. 較低的讀寫比例
3. 較高的隨機(jī)性讀

表1總結(jié)了一些典型應(yīng)用：

表1 部分?jǐn)?shù)據(jù)取自IBM Storage Redbook，? Copyright International Business Machines Corporation 2016.