Active存储知识:存储系统的两个关键值IOPS和带宽

1月29日 10:47


IOPS和带宽这是两个衡量存储设备性能最基本的概念,明确的区分两者也是对存储产品性能了解的第一步。如果我们把存储设备比做一间会议室,被存取的数据就是前来参加会议或从会议中离开的人,那么带宽性能就是指这间会议室大门的宽度,大门越宽,可以同时进出的人也就越多,而I/O性能是指房门开合的频繁程度,迎来一批前来参加会议的人,就需要打开一次大门,送走一批人也是一样,哪怕这“一批人”其实只是一个人。由此可见,当我们考察会议室的门设计得是否合理时,必须结合会议本身的性质。


对应到存储设备上,道理也是一样。大文件持续传输型的应用需要的是充分的带宽性能,而小文件随机读写的应用则要求足够的I/O能力。下面给大家介绍了存储系统的两个关键值:IOPS和带宽。


1. IOPS。IOPS(input/output operations per second)是指每秒钟输入输出(读写)次数。它的意思是一个存储系统每秒可以处理多少个输入输出(读写),我们叫IO。可能太专业了,大家听不懂,没关系,我用通俗的语言解释,比如一个存储系统指标写着IOPS值是10万个,它代表着这个存储处理IO的能力,也就是一秒钟可以处理10万个输入/输出(写/读)。通常这样的应用是用在数据库领域,比如电信的计费系统,IO大小非常小,几kB甚至零点几kB的数据一个IO,但是IO量很大。比如一个地区有10万人同时打电话,计费系统就会记录这个时间内10万人在打电话、打了多长时间、打给了谁;这每个都是一个IO,数据很小,但是量很大,如果存储系统处理能力无法满足每秒10万个IO,那么就有可能丢失数据了。所以像这样的数据库应用就必须要求IOPS值越高越好。



2. 吞吐量或带宽。吞吐量或带宽是指存储系统的每秒最大的传输性能。比如600MB/s,或者2400MB/s。它代表每秒要有2400MB的数据量一次通过存储系统。这个和IOPS恰恰相反,IOPS是要求每秒小数据输入输出量的总和,吞吐量或带宽是每秒可以一次传输多大的数据量。两个指标是背离的,当存储系统IOPS值越高,吞吐量或带宽就越低;当吞吐量或带宽越高,IOPS值就越低(从上图就可以发现,数据大小越大,IOPS值越小),因此音视频专业存储系统就诞生了。把存储系统IOPS值调到最高时,它就适合数据库的应用;把存储系统带宽调到最高时,它就适合大数据传输应用,比如视频流,尤其是越大的视频文档,传输效果越好。如果某个存储系统告诉您IOPS很高,吞吐量或带宽也很高,您觉得可能吗?两个指标都好,那它对哪个应用都不是最好的,所以用于数据库应用的存储系统,就必须IOPS高;而用于视频编辑领域的存储系统,就必须要求吞吐量或带宽高,专业应用需要专业存储系统。

有了好的带宽是不是对视频编辑就够了吗?答案是否定的,为什么呢?如果您的存储有很高的带宽,可是带宽却不稳定,即使带宽再高依然无法满足高性能应用的要求。这是为什么呢,因为视频流它需要一个稳定的性能(性能不平稳,就会导致丢帧、卡屏等现象),这对一个视频流来说是最低要求,比如4K无压缩视频要进行调色应用,按照4096*2160的分辨率,16bit色深,24帧每秒的画面,其码流大概为1215MB/s左右。这意味着在您编辑这个码流的视频时,其存储性能带宽最低值必须高于1215MB/s,仅仅高于它一点就够了吗,完全不行,您必须选择一个性能要高于1215MB/s的存储系统,甚至要高于20%-50%才行,也就是您至少要选择一台1500-1800MB/s以上的存储系统。


影响存储系统性能的因素:一是硬盘、二是存储系统本身、三是数据量。怎么和数据量也有关系?对,有很大关系,当数据量越来越多时,超过总容量50%以上,硬盘的性能就会下降,到80%-90%的时候,性能下降更明显,如果存储系统的性能调优不够好,可能超过90%的数据量时,基本就无法工作了。因此这1500MB/s还不能是存储系统最高性能,最好是最低性能。当然如果您选择这么高性能的存储去应用在标清、高清或2K而且层数不够多,也许没有什么问题,因为毕竟这些视频对性能的要求远远低于4K的要求。

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