互联网创业的准备数据库:硬盘iops、mysql

时间:2016-06-07 17:56:38 来源:互联网 作者: 神秘的大神 字体:

《互联网创业的准备》系列文章 硬盘常识: 机械硬盘HDD固态硬盘SSD 最小单位1个扇区为512B,或4K(2012年民用普及)1个分页为4K、8K或更高() 性能因素转速(rpm):5400、7200、1w、1.5w层数:SLC(单层快)、MLC(双层慢)、TLC(三层更慢,SSD暂未采用,

《互联网创业的准备》系列文章——

硬盘常识:

机械硬盘HDD 固态硬盘SSD

最小单位 1个扇区为512B,或4K(2012年民用普及) 1个分页为4K、8K或更高()

性能因素 转速(rpm):5400、7200、1w、1.5w 层数:SLC(单层快)、MLC(双层慢)、TLC(三层更慢,SSD暂未采用,U盘大量采用)

接口 SATA 3G、SATA 6G(2012年民用普及)、SAS 6G SATA 3G、SATA 6G、SAS 6G、PCI-E

尺寸 2.5英寸、3.5英寸 2.5英寸、PCI-E版型

常见品牌 西部数据、希捷 Intel、镁光(Crucial)、浦科特(PLEXTOR)

硬盘性能指标:

连续读写(常用单位为MB/s):文件在硬盘上存储位置是连续的,适用场景:大文件拷贝(比如视频音乐)。速度即使很高,对数据库性能也没有参考价值。

4K随机读写(常用单位为iops):在硬盘上随机位置读写数据,每次4KB,适用场景:操作系统运行、软件运行、数据库。(图片静态服务器、视频静态服务器是大文件,测试64K随机或更大)

常用硬盘性能测试软件:

Windows:AS SSD Benchmark、CrystalDiskMark、HD Tune Pro、iometer

Linux:iometer

Align I/Os:硬盘IO大小。测试设备时根据硬盘最小单位进行选择,机械硬盘上选512B或4K,SSD上选4K、8K等。测试分区时受分区sector size影响。由于Linux ext3的sector size为4096,所以在扇区为512B的机械硬盘上也无法选择Align I/Os on 512B进行测试,测试效果不佳。vps无法进行设备测试,如果是自购服务器,应使用设备测试。

Seq 即 Sequential 即连续读写。AS SSD会先以16MB的尺寸为单位,持续向受测分区写入生成1个达到1GB大小的文件,然后再以同样的单位尺寸读取这个,最后计算平均成绩而给出结果。

4K 即 Random 4k, Queue Depth=1 即 随机4K并发1个队列。AS SSD会以512KB的单位尺寸生成1GB大小的测试文件,然后在其地址范围(LBA)内进行随机4KB单位尺寸进行写入及读取测试,直到跑遍这个范围为止,最后同样计算平均成绩给出结果。

4K QD32 即 Random 4k, Queue Depth=32 即 随机4K并发32个队列。

4K-64Thrd 即 4K, 64 Thread 即 随机4K并发64个线程,和 4K QD64是一个意思。AS SSD会生成64个16MB大小的测试文件(共计1GB),然后同时以4KB的单位尺寸,同时在这64个文件中进行写入和读取测试,最后依然以平均成绩为结果。

通过AS SSD可以看出,iops与MB/s可以直接换算,比如4K读取是6227iops,即每秒钟可以读取6227个4K的文件,即 6227 * 4K / 1024 = 24.3 MB/s。

Intel的SSD性能数据采用iometer 4K QD32的测试结果:

价格与速度:

型号 容量 2012价格 4K QD32随机读/写(iops) 4K QD64 连续读写(MB/s)

民用 机械7200rpm 3.5英寸 SATA 6G 希捷Barracuda 7200.14 3TB ¥1.1k 409/365 386/291 200/180

企业级 机械10000rpm 2.5英寸 SAS 6G 希捷Savvio 10K.5 300GB ¥1k 750/700 170/170

企业级 机械15000rpm 2.5英寸 SAS 6G 希捷Savvio 15K.3 300GB ¥2.2k

企业级 固态SLC 2.5英寸 SATA 3G Intel X25-E 32G ¥2.5k 3.5w/3.3k 250/170

企业级 固态MLC PCI-E Intel 910 400G ¥14w 9w/3.8w 1000/750

企业级 固态MLC PCI-E Intel 710 100G ¥2.5k 3.8w/2.3k 270/170

民用 固态MLC 2.5英寸 SATA 6G Intel 520 120G ¥840 2.5w/8w 550/500

民用 固态MLC 2.5英寸 SATA 6G 镁光 M4 128G ¥800 7.8w/4.2w 7w/4w 500/175

为什么民用SSD的iops很高价格却很低,而企业级SSD的iops有的很低而价格却很高?因为企业级SSD的耐用性高,比如Intel 710 100G寿命为4K写入500TB,即5000次全盘写入。

Intel SSD寿命指标:smart中的“E8:Avai lable Reserved Space”:可用的预留闪存数量、“E9:Media Wearout Indicator”:闪存磨耗指数。其他厂商的SSD类似,比如镁光的wear leaving count。

SSD新盘的剩余磨损为100,当低于10时,应更换,报废。

todo:数据库的选择

关系型数据库用Mysql还是PostgreSQL,或者全用NoSQL?mongo还是hbase?

Mysql 和 PostgreSQL都可以。mysql用的人多,但是oracle收购sun以后,把mysql限制的更加封闭,正在衰落,和可能和OpenOffice一样被oracle整死,免备案空间,衍生出LibreOffice。但不用很担心,即使mysql被oracle整死,也会衍生出开源版本,使用方式一样。

关系型数据库和NoSQL搭配使用较好,关系型适合底层业务,NoSQL适合上层业务。关注淘宝hbase的使用。

Mysql性能与硬盘iops的关系:

mysql可以把读取结果放在内存中,即query cache,所以db server安装大内存即可实现只读内存、不读硬盘。

当预计数据量会增长到超过内存大小时,进行分表(把一个表中的数据拆分),放到多个大内存服务器上,保证每个服务器上的数据都小于内存大小,香港服务器,即可实现全部缓存。

2012年内存价格:UDIMM no ECC DDR3 1600民用内存 ¥270/8GB,RDIMM ECC DDR3 1600服务器内存 ¥440/8G。但一台服务器能安装的内存有限,2012年典型的Dell服务器有24个插槽,主板芯片支持768G内存,2012年DDR3内存生产工艺最高是单条8G(DDR4已实现单条16G,但主板尚未支持DDR4),所以一台服务器最大内存192G(¥440 * 24条 = 1w)。

数据库写入时必须写硬盘(否则就不叫持久化存储了……),¥2.5k的Intel 710企业级SSD的写入iops为2.3k,而万转硬盘的iops为700,如果要达到SSD的性能,需要多块万转硬盘组RAID。如果使用iops为3w的SSD,性能比机械硬盘提升了30倍。

如果数据量不大,远低于192G,就不需要做分表了吗?

仍然要分表,原因有2个:

1、大内存会提升mysql读取性能,但并发读取能力也是有上限的,香港虚拟主机,这时受CPU性能限制,2012年典型的服务器是双路,即2个8核CPU(mysql内存并发待测试)。

2、内存很大,对并发写入能力没有作用,写入能力完全依赖于硬盘的iops。一台服务器的写入性能很有限,请看下面的测试。