20天持续压测，告诉你云存储性能哪家更强？

时间 2019-12-07

原文原文链接

上个月，笔者对国内两大云厂商（阿里云和腾讯云）的云服务器、云数据库和云存储三种产品作了性能评测，算是对两家的部分计算和存储产品（数据库也可视做一种存储形式）作了简要对比。虽然评测文章在 V2EX 等社区的反馈还不错，但确实还存在很多缺失。除了很差评测的售后服务等指标外，还缺乏了对其余使用更为广泛的云存储产品。html

所以，笔者近期抽空完善《云计算产品性能测试指南》，新加入了对两种云存储产品（云盘）的性能和价格对比。本次测试总计耗时 20 多天，测试的强度和时间都很是充分，本文将记录这次测试的过程和对比结果。git

哪两种云盘？

云存储类别下，目前两大云产商提供了如下产品：github

块存储（阿里云、腾讯云）数据库
文件存储（阿里云）服务器
对象存储（阿里云、腾讯云）网络
内容分发网络（阿里云、腾讯云）分布式
表格存储（阿里云）ide
归档存储（阿里云）工具

能够看出，阿里云的云存储产品类别更为丰富，云计算先行者的优点突出。性能

在上述六种产品中，笔者上次已经对比过对象存储。内容分发网络（CDN）测试起来花的时间又特别长，进行有意义的比较须要的数据特别大，并且目前没找到自动化的工具，所以此次不考虑测试 CDN（欢迎推荐能够自动化测试 CDN 性能的工具）。

那么剩下的两家均提供的产品，就是块存储（Block Storage）了。块存储，简单来讲就是提供了块设备存储的接口，一个硬盘就是一个块设备。在云产商提供的产品中，所谓的普通云盘、高效云盘、SSD 云盘，都是块存储设备。

若是你对存储类型不太熟悉，建议阅读如下文章：

从OpenStack的角度看块存储的世界

三种存储类型比较-文件、块、对象存储

知乎话题：块存储、文件存储、对象存储这三者的本质差异是什么？

上一篇评测文章中，其实也对普通云盘的性能进行了对比，但包含在云服务器性能测试中。对于选择普通云盘作对比，有的读者也提出了异议。

确实，企业用户通常不会用服务器的本地存储保持核心数据，由于本地磁盘的数据迁移困难，而自建 raid5 磁盘阵列的数据持久性页不高，所以大多采用 SSD 云盘或高效云盘等分布式存储成为主流选择。一线云厂商比拼的也主要是分布式块存储，如 AWS 的 EBS 就是一种分布式块存储设备。

为了较为完整地比较两大厂商的块存储产品，笔者近期对两家的高效云盘和 SSD 云盘进行了压测，算是对上一篇的补充。期间犯了很多错，多花了很多冤枉钱，不过总算最终得出了比较可信、直观的数据。

厂商预期的性能

在介绍测试详情以前，先来看一看厂商对自家产品的描述。

在各自的产品介绍页面（腾讯云、阿里云），均给出了详细的性能指标及具体的计算公式。

阿里云：
- 高效云盘
  - IOPS：min(1000 + 6 * 容量, 3000)
  - 吞吐量：min(50 + size * 0.1, 80)
  - 访问时延：1-3ms
- SSD 云盘
  - IOPS：min(30 * 容量, 20000)
  - 吞吐量：min(50 + size * 0.5, 256)
  - 访问时延：1-3ms
腾讯云：
- 高效云盘
  - IOPS：min(1500 + 容量 * 8, 4500)
  - 吞吐量：min(75 + size * 0.147, 130)
  - 访问时延：< 3ms
- SSD 云盘
  - IOPS：min(容量 * 24, 2400)
  - 吞吐量：min(150 + (容量 - 250) * 0.147, 260)
  - 访问时延：< 3ms

其中：

IOPS：每秒读写(I/O)操做的次数，数值越高越好。
吞吐量：通常用MBPS，每秒传输的MB字节数来衡量，下文用英文 Throughput 替代。
访问时延：访问时延，完成一个 I/O 请求所需的时间，下文用英文 Latency 替代。

上述三项指标中，两家只给出了 Latency 的数值范围。不过，这个能够说是最重要的性能指标。其余指标不变的状况下，Latency 为 1ms 的性能是 3ms 的 3 倍。

另外，从给出的计算公式中，没法直观地比较 IOPS、TP。所以，笔者用绘制了云盘性能与容量（volume）的关系图。

上图中，红色虚线为腾讯云云盘，蓝色实线为阿里云云盘。

因为腾讯云的云盘最大容量为 4000GB，而阿里云为 32678GB，可是为了方便查看，只绘制出了容量在 [0, 4000] 范围内的性能数据。另外，在图中以 Hybrid 代称高效云盘，下文同。

从上图来看：

腾讯云高效云盘的预期性能遥遥领先于阿里云，尤为是最低吞吐量都比阿里云的峰值要高；
可是在 SSD 云盘方面，阿里云的预期性能优点比较大，只有在容量 1TB 以上时才低于对手。

不过，以上只是厂商预期的性能数据，不表明产品的真实性能就是如此。产品实际表现如何，与预期性能差距有多大，还须要咱们亲自测试、使用才可得知。

测试准备工做

在开始测试以前，笔者在两家产商分别购买了测试服务器及云盘。

测试所使用的虚拟机配置为：

CPU：4核 Intel Xeon
内存：4GB DDR3
操做系统：Ubuntu 14.04 64位。

选取的测试云盘以下：

高效云盘：50GB、400GB
SSD 云盘：250GB、500GB

测试阿里云的 500GB SSD 云盘时碰到了两个大杯具，首先是余额不足致使测试程序中断，一切重来。。第二个杯具和 SSD 云盘的性能有关，具体下文中会提到。。。

下文中，笔者不会具体介绍测试步骤，只说明执行了哪些测试及测试结果，具体步骤请看此前在 Github 上分享的项目：CloudTesting/test_cbs。

执行哪些测试

通常来讲，块存储性能主要看 IOPS、Throughput 和 Latency三个指标，厂商也大多提供这三个指标的峰值做为购买参考。

上一篇评测中，笔者就是使用 fio 对普通云盘进行测试，对比了三个指标的差别。不过如今回过头来看，测试的压力还不够大，使用的块大小、队列深度还不够全，虽然最终结果差别或许并不会太大。

所以，此次针对高效云盘（HDD+SSD）和 SSD 云盘的测试，笔者将根据 SNIA 发布的企业级SSD评测规范（Solid State Storage Performance Test Specification Enterprise v1.1）进行，如下简称该规范为 PTS 。

SNIA 是存储网络行业协会(Storage Networking Industry Association，SNIA)的简称，这是一个由厂商和大学成立的行业组织，致力于开发和推广存储系统标准。

除了 IOPS、Throughput 和 Latency 三项基础测试外，PTS 还包含了如下五种测试：

Write Saturation (WSAT)：持续应用工做负载，测试性能随着时间如何变化。
Demand Intensity Response Time Histograms (DIRTH)
Cross Stimulus Recovery (XSR)
Host Idle Recovery (HIR)：测试宿主机闲置时间对性能恢复的影响。
Enterprise Composite Workload (ECW)

SNIA 官方有提供测试服务，可是收费，并且也不适用于云存储设备。

所以，笔者选择了一家云计算公司根据 PTS 规范实现的自动化测试库（代码地址：https://github.com/cloudharmony/block-storage），其中包含了 IOPS、TP、Latency、WSAT 和 HIR 五类测试，其余的没有实现。

SSD 云盘的测试中没有 WSAT 和 HIR 两项，具体缘由后面会提到。

注意，PTS 测试中全部 fio 命令的队列深度均为 64。具体测试细节请看官方提供的 PDF 文件。

PTS 测试耗时长

根据 PTS 规范，每项 SSD 性能测试须要通过一、净化、二、准备工做负载、三、进入稳态、四、测试等四个环节，所以整个测试过程用时很是长，并且云盘容量越大，耗时越长。笔者在测试时，平均每块云盘大概花了 2 天的时间。因为各类缘由，此次至少买了 10 块云盘作测试，所以也就有了标题中“ 20 天持续压测”的说法。**

以腾讯云 500G SSD 云盘的测试时间为例说明：

这次测试采用的是第三方提供的自动化测试库，整个步骤都是可重复的，对测试数据有疑问的同窗可自行验证。在这里说明下测试所需时间，是为了提示你们启动测试程序后该干吗就干吗，同时保证帐户中有充足的余额（尤为是后者）。

在介绍测试结果以前，说明一下对两家厂商测试过程的差别（云盘均为直接格式化，未分区）。

腾讯云因为不支持单独购买按量付费的服务器，所以开了 4 台 VM，每台配一种测试云盘。
阿里云支持单独按量购买云盘，所以只开了 2 台 VM，每台挂载 2 块云盘，测试时针对每一个云盘单独启动一个测试程序。

性能测试数据

通过漫长的时间，上周末终于完成了对 6 块云盘的 IOPS、TP、Latency、WSAT、HIR 五项测试。

测试数据大约 190MB，下载地址为：https://pan.baidu.com/s/1i5BJZCD，提取码：e2xd。其中，文件夹的命名规律为：厂商_云盘类型_容量。除了 aliyun_ssd_500x 和 aliyun_ssd_250x 外，每一个文件夹下均有一个 report.pdf 文件，为测试程序自动生成，里面包含了测试结果、数据和图表。

另外，笔者用 Highcharts 制做了一些可交互图表，可用来查看汇总后的各项数据。地址以下：http://www.codingpy.com/specials/cbs_test/。

阿里云的一个大坑

笔者在本文撰写快要结束时，看到阿里云 SSD 云盘的性能比预期的差不少，回头去调查缘由。这才猛然发现阿里云 SSD云盘必须搭配 I/O 优化实例才能给发挥最大性能。当时就想破口大骂。。。

踩过这个坑的朋友不知道有多少？

所以，以前的 SSD 云盘数据（即 aliyun_ssd_500x 和 aliyun_ssd_250x 两个文件夹下的数据）就不具有可比性了。笔者只好重开 ECS 进行测试，为了节约时间，SSD 云盘将只测试 IOPS、Throughput、Latency 这三个基础指标。

本文先对比高效云盘，从新测试完后，过几日再与你们分享具体的 SSD 云盘性能对比。

高效云盘性能对比

下面咱们来看看高效云盘的测试性能，与产商预期的性能值之间是否存在差别，差别又有多大。

先来回顾一下厂商预期的性能，请看下图左边部分。

上图显示，腾讯云高效云盘的预期性能遥遥领先于阿里云，其中最低的吞吐量都比阿里云的峰值要高。

可是真实测试数据如何？请看下面的测试结果。

基础指标测试

首先是 50GB 容量的 IOPS、Throughput、Latency 三项指标的数据（可点击图片查看大图，或查看交互式图表）：

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400GB 容量的性能对比（可点击图片查看大图，或查看交互式图表）：

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<img src="http://ww3.sinaimg.cn/large/0... alt="">

图注：RW Ratio 指的是 I/O 操做中的读写比例，0/100 表示顺序写, 100/0 表示顺序读。

从上述图表对比来看，能够得出结论1：

在 50GB、400GB 两个容量级别上，腾讯云高效云盘的各项性能指标表现均优于阿里云，并且优点也比较明显。

接下来，咱们比较一下测试值与预期值之间的差别。因为预期值都是理论状况下的峰值，咱们从测试数据中提取出各自的峰值。

看完上面的数据，你至少会有这两个疑惑：

腾讯云的测试峰值怎么接近预期值的两倍？
阿里云 400GB 高效云盘的延迟怎么那么高，离预期的 1-3ms 差距很大？是否是数据有误？

第一个疑惑，腾讯云两个容量的测试峰值均为预期值的两倍。产品首页中没有直接说明，只能去翻产品文档，最终在 CBS 使用约束页面中找到了一段解释：

产品文档中承诺的IO性能，如1TB的SSD云硬盘，随机IOPS能达到24000IOPS。含义是读写可同时达到24000IOPS，4KB/8KB的 IO均可作到，16KB的IO大小，则没法作到24000（因为吞吐已经达到了260MB/s的限制）。

简单来讲，就是腾讯云高效云盘的读写操做可同时达到预期性能峰值（数据块 16KB 如下）。这样，腾讯云的数据就能够解释的通了。

笔者选择的测试峰值是数据块 512b、50/50 读写比例下的数据，这时读写均达到了预期的 IOPS 峰值，总 IOPS 接近预期峰值的 2 倍。而顺序读、顺序写的值都接近预期的峰值。

而阿里云方面，读写没法同时达到预期性能峰值。

第二个疑惑，阿里云 50GB 高效云盘的 Latency 在正常范围，怎么 400GB 的就超标了？笔者一开始还觉得数据错了，为此重开了虚拟机，用 ioping 作了简单的比对。结果以下图：

从新测试以后，笔者确信了此前自动测试库跑出的数据应该是没问题的。至于高时延背后的缘由，多是“邻居”比较多、IO 操做比较活跃吧。 Latency 的自动测试大概跑了 4 个多小时，从新测试时性能也没有变化，阿里云这个算不算违反了服务协议（SLA）呢？

解决上面的疑惑以后，咱们能够得出如下结论：

结论2：腾讯云达到了预期的性能；阿里云部分没有达到，400GB 容量的时延太高。
结论3：腾讯云高效云盘的时延在 1ms 如下，IOPS、吞吐量的优点更加突出。

WSAT、HIR

下面来看 WSAT 和 HIR 测试的状况。上面提到，WSAT测试是指在持续应用工做负载，测试性能随着时间如何变化。

WSAT 自动测试最终得出的是一段时间内，IOPS 的平均值，结果以下：

上述数据，与两家厂商预期的峰值很是接近，说明两家的高效云盘可以长时间达到 IOPS 性能峰值。可是这里看不出性能如何随时间变化，必须从生成的 PDF 中查找，笔者截图以下：

从上述 4 张趋势图来看，能够得出结论4：

两家高效云盘的 IOPS 表现均比较稳定，几乎呈一条直线，只有阿里云的 400GB 云盘有些略微波动。

最后来比较 HIR 测试的结果。HIR 主要测试宿主机闲置时间对性能恢复的影响。

从上述 4 张趋势图来看，能够得出结论5：

容量越大，彷佛闲置时间对性能恢复的影响越明显；阿里云 400GB 高效云盘的性能波动受闲置时间影响较明显。

综合上述五项测试的结果，能够认为腾讯云高效云盘的综合性能应该是阿里云高效云盘的2倍以上（结论6）。

加入价格因素

延续上一篇的风格，在比较完性能指标以后，咱们再加入价格因素。

上图中，腾讯云高效云盘按量计费的价格，为根据官方产品页面给出的订价计算，包年包月价格为单独购买云盘时系统显示价格；阿里云高效云盘的价格根据其给出的费用规则计算。这里说明一点，腾讯云在单独购买云盘时，还只有包年包月这种模式，不够灵活。

从上图对比来看：

结论7：腾讯云和阿里云的包年包月价格相同；
结论8：腾讯云的按量计费价格比阿里云贵，约为 1.8 倍；
结论9：阿里云按量计费与包年包月的价格相差很小。

通常来讲，数据盘中存储的多为持久性数据，以按量付费方式购买的企业用户应该并很少。因此，在包年包月模式下，腾讯云高效云盘的性价比很是高。

不过因为阿里云两种模式之间价格差别小，使得用户在云盘使用方式上更加灵活。在笔者看来，按量计费和包年包月的核心并不在如何收费，而在于云计算产品的使用方式。价格差会使用户倾向于以某一种方式使用产品，而不是根据有业务状况自由选择。

结语

上文中，咱们分别从 IOPS、Throughput、Latency、WSAT、HIR 五项测试指标，对腾讯云、阿里云的 50GB、400GB 容量的高效云盘进行了性能对比。

通过对测试数据进行分析，笔者主要得出了如下结论：

腾讯云高效云盘的各项基础性能指标均优于阿里云，且优点明显；
腾讯云高效云盘达到了预期的性能，而阿里云部分云盘没有达到，400GB 容量的时延太高；
阿里云大容量高效云盘的 IOPS 性能受宿主机闲置影响较大；
包年包月模式下，腾讯云高效云盘的性价比很是高；
阿里云高效云盘不一样计费模式下费用差异不大，选择时灵活性更高。

若是你正在考虑采购这两家产商的高效云盘，但愿本文对你有帮助。若是你考虑的厂商不是腾讯云或阿里云，能够参考本文中使用的自动测试库进行全面测试。不过别忘了，要想得到最大的云盘性能，则必须购买相应厂商的云服务器，不然云应用的性能反而可能降低。关于如何测试云服务器的性能，请看笔者上一篇评测。

下一篇笔者将对比腾讯云和阿里云 SSD 云盘的性能。