Volumes de referência de EBS

Você pode testar o desempenho dos EBS volumes da Amazon simulando cargas de trabalho de E/S. O processo é o seguinte:

1. Execute uma instância EBS otimizada.

2. Crie novos EBS volumes.

3. Anexe os volumes à sua instância EBS otimizada.

4. Configure e monte o dispositivo de blocos.

5. Instale uma ferramenta para comparar a performance de E/S.

6. Compare a performance de E/S de seus volumes.

7. Exclua os volumes e encerre sua instância para não continuar a ser cobrado.

Importante

Alguns dos procedimentos resultam na destruição dos dados existentes nos EBS volumes que você comparou. Os procedimentos de comparação são destinados ao uso em volumes criados especialmente para fins de teste, não volumes de produção.

Configurar a instância

Para obter o desempenho ideal dos EBS volumes, recomendamos que você use uma instância EBS -optimizada. EBS-instâncias otimizadas oferecem taxa de transferência dedicada entre a Amazon e a EC2 AmazonEBS, com instância. EBS-instâncias otimizadas oferecem largura de banda dedicada entre a EC2 Amazon e a AmazonEBS, com especificações dependendo do tipo de instância.

Para criar uma instância EBS otimizada, escolha Launch como instância EBS otimizada ao iniciar a instância usando o EC2 console da Amazon ou especifique --ebs-optimized ao usar a linha de comando. Certifique-se de selecionar um tipo de instância que ofereça suporte a essa opção.

Configurar volumes provisionados IOPS SSD ou de uso geral SSD

Para criar volumes provisionados IOPS SSD (io1eio2) ou de uso geral SSD (gp2egp3) usando o EC2 console da Amazon, para o tipo de volume, escolha Provisionado IOPS SSD (io1), Provisionado (io2), Uso geral IOPSSSD(gp2) ou Uso geral SSD (gp3). SSD Na linha de comando, especifique io1, io2, gp2 ou gp3 para o parâmetro --volume-type. Para io1io2, e gp3 volumes, especifique o número de operações de E/S por segundo (IOPS) para o --iops parâmetro. Para ter mais informações, consulte Tipos de EBS volume da Amazon e Crie um EBS volume da Amazon.

(Somente instâncias Linux) Para os testes de exemplo, recomendamos que você crie uma matriz RAID 0 com 6 volumes, que ofereça um alto nível de desempenho. Como você é cobrado por gigabytes provisionados (e pelo número de volumes provisionados IOPS para volumes io1, io2 e gp3), não pelo número de volumes, não há custo adicional para criar vários volumes menores e usá-los para criar um conjunto de faixas. Se você estiver usando o Oracle Orion para comparar seus volumes, ele pode simular o striping da mesma forma que o Oracle, então recomendamos que você deixe ASM o Orion fazer o striping. Se você estiver usando uma ferramenta de comparação diferente, precisará fazer o stripe de volumes por conta própria.

Para obter mais informações sobre como criar uma matriz RAID 0, consulteCriar uma matriz RAID 0.

Configurar volumes com taxa de transferência otimizada HDD (st1) ou fria HDD (sc1)

Para criar um st1 volume, escolha Throughput Optimized HDD ao criar o volume usando o EC2 console da Amazon ou especifique --type st1 ao usar a linha de comando. Para criar um sc1 volume, escolha Cold HDD ao criar o volume usando o EC2 console da Amazon ou especifique --type sc1 ao usar a linha de comando. Para obter informações sobre a criação de EBS volumes, consulteCrie um EBS volume da Amazon. Para obter informações sobre como anexar esses volumes à sua instância, consulte Anexar um EBS volume da Amazon a uma instância.

(somente instâncias Linux) AWS fornece um JSON modelo para uso AWS CloudFormation que simplifica esse procedimento de configuração. Acesse o modelo e salve-o como um JSON arquivo. AWS CloudFormation permite que você configure suas próprias SSH chaves e oferece uma maneira mais fácil de configurar um ambiente de teste de desempenho para avaliar st1 volumes. O modelo cria uma instância de geração atual e um volume st1 de 2 TiB e anexa o volume à instância em /dev/xvdf.

(Somente instâncias Linux) Para criar um HDD volume usando o modelo

1. Abra o AWS CloudFormation console em https://console.aws.amazon.com/cloudformation.

2. Selecione Create Stack (Criar pilha).

3. Escolha Carregar um modelo para o Amazon S3 e selecione o JSON modelo que você obteve anteriormente.

4. Dê à sua pilha um nome como “ebs-perf-testing” e selecione um tipo de instância (o padrão é r3.8xlarge) e uma chave. SSH

5. Selecione Next duas vezes e, em seguida, escolha Create Stack.

6. Depois que o status da sua nova pilha passar de CREATE_IN_ PROGRESS para COMPLETE, escolha Saídas para obter a DNS entrada pública para sua nova instância, que terá um volume de 2 st1 TiB anexado a ela.

7. Conecte-se usando SSH sua nova pilha como usuárioec2-user, com o nome do host obtido da DNS entrada na etapa anterior.

8. Vá para Instalar ferramentas de comparação.

Instalar ferramentas de comparação

As tabelas a seguir listam algumas das ferramentas possíveis que você pode usar para avaliar o desempenho dos EBS volumes.

Instâncias do Linux

Ferramenta	Descrição
fio	Para comparar a performance de E/S. Observe que fio tem uma dependência sobre libaio-devel. Execute o comando a seguir para instalar o fio no Amazon Linux: $ sudo yum install -y fio Para instalar fio no Ubuntu, execute o seguinte comando: sudo apt-get install -y fio
Ferramenta de calibração do Oracle Orion	Para calibrar a performance de E/S de sistemas de armazenamento a serem usados com bancos de dados do Oracle.

Instâncias do Windows

Ferramenta	Descrição
DiskSpd	DiskSpd é uma ferramenta de desempenho de armazenamento das equipes de engenharia de infraestrutura do Windows, Windows Server e Cloud Server da Microsoft. Ele está disponível para download em https://github.com/Microsoft/diskspd/releases. Depois de fazer download do arquivo executável diskspd.exe, abra um prompt de comando com direitos administrativos (escolhendo “Executar como administrador”) e navegue até o diretório onde você copiou o arquivo diskspd.exe. Copie o arquivo executável diskspd.exe desejado da pasta executável apropriada, amd64fre, armfre ou x86fre) para um caminho curto e simples, como C:\DiskSpd. Na maioria dos casos, você desejará a versão de 64 bits DiskSpd do da amd64fre pasta. O código-fonte do DiskSpd está hospedado GitHub em: https://github.com/Microsoft/diskspd.
CrystalDiskMark	CrystalDiskMark é um software simples de benchmark de disco. Ele está disponível para download em https://crystalmark.info/en/software/crystaldiskmark/.

Essas ferramentas de avaliação oferecem suporte a uma ampla variedade de parâmetros de teste. Use os comandos que aproximam workloads às quais seus volumes oferecerão suporte. Os comandos fornecidos abaixo servem como exemplos para ajudá-lo a começar a usar.

Escolha o comprimento da fila de volume

Escolha do melhor comprimento da fila de volume com base em sua workload e tipo de volume.

Tamanho da fila em volumes SSD apoiados

Para determinar o tamanho ideal da fila para sua carga de trabalho em volumes SSD suportados, recomendamos que você tenha como meta um tamanho de fila de 1 para cada 1.000 IOPS disponíveis (linha de base para volumes de uso geral e a quantidade provisionada para SSD volumes provisionados). IOPS SSD Depois, é possível monitorar a performance de sua aplicação e ajustar esse valor com base nos requisitos da aplicação.

Aumentar o tamanho da fila é benéfico até que você alcance o valor provisionadoIOPS, de taxa de transferência ou de tamanho ideal da fila do sistema, atualmente definido como 32. Por exemplo, um volume com 3.000 provisionados IOPS deve ter como alvo um tamanho de fila de 3. É necessário experimentar ajustar esses valores para cima ou para baixo para ver qual funciona melhor para sua aplicação.

Tamanho da fila em volumes HDD apoiados

Para determinar o tamanho ideal da fila para sua carga de trabalho em volumes HDD suportados, recomendamos que você tenha como meta um tamanho de fila de pelo menos 4 enquanto executa E/S sequenciais de 1 MiB. Depois, é possível monitorar a performance de sua aplicação e ajustar esse valor com base nos requisitos da aplicação. Por exemplo, um st1 volume de 2 TiB com taxa de transferência intermitente de 500 MiB/s e 500 deve ter como alvo um tamanho IOPS de fila de 4, 8 ou 16 enquanto executa E/S sequenciais de 1.024 KiB, 512 KiB ou 256 KiB, respectivamente. É necessário experimentar ajustar esses valores para cima ou para baixo e ver qual funciona melhor com sua aplicação.

Desabilitar estados C

Antes de executar a referência, desative os estados C do processador. Os núcleos temporariamente ociosos em um suporte CPU podem entrar no estado C para economizar energia. Quando o núcleo é chamado para retomar o processamento, leva um determinado tempo até o núcleo voltar a funcionar por completo. Esta latência pode interferir nas rotinas de comparação do processador. Para obter mais informações sobre os estados C e quais tipos de EC2 instância os suportam, consulte Controle de estado do processador para sua EC2 instância.

Instâncias do Linux

Você pode desativar os estados C no Amazon Linux e CentOS da seguinte forma: RHEL

1. Obtenha o número de estados C.

   $ cpupower idle-info | grep "Number of idle states:"

2. Desative os estados C de c1 a cN. De preferência, os núcleos devem estar no estado c0.

   $ for i in `seq 1 $((N-1))`; do cpupower idle-set -d $i; done

Instâncias do Windows

É possível desativar os estados C no Windows da seguinte maneira:

1. Em PowerShell, obtenha o esquema de energia ativa atual.

   $current_scheme = powercfg /getactivescheme

2. Obtenha o esquema de energiaGUID.

   (Get-WmiObject -class Win32_PowerPlan -Namespace "root\cimv2\power" -Filter "ElementName='High performance'").InstanceID          

3. Obtenha a configuração de energiaGUID.

   (Get-WmiObject -class Win32_PowerSetting -Namespace "root\cimv2\power" -Filter "ElementName='Processor idle disable'").InstanceID                  

4. Obtenha o subgrupo GUID de configuração de energia.

   (Get-WmiObject -class Win32_PowerSettingSubgroup -Namespace "root\cimv2\power" -Filter "ElementName='Processor power management'").InstanceID

5. Desative os estados C definindo o valor do índice como 1. Um valor igual a 0 indica que os estados C estão desativados.

   powercfg /setacvalueindex <power_scheme_guid> <power_setting_subgroup_guid> <power_setting_guid> 1

6. Defina o esquema ativo para garantir que as configurações sejam salvas.

   powercfg /setactive <power_scheme_guid>

Benchmarking de performance

Os procedimentos a seguir descrevem os comandos de benchmarking para vários tipos de EBS volume.

Execute os comandos a seguir em uma instância EBS otimizada com EBS volumes anexados. Se os EBS volumes foram criados a partir de instantâneos, certifique-se de inicializá-los antes do benchmarking. Para obter mais informações, consulte Inicializar volumes da Amazon EBS.

Após terminar de testar seus volumes, consulte os seguintes tópicos para obter ajuda para limpar: Excluir um EBS volume da Amazon e Encerrar a instância.

Compare volumes provisionados IOPS SSD e de uso geral SSD

Instâncias do Linux

Execute fio na matriz RAID 0 que você criou.

O seguinte comando executa operações de gravação aleatórias de 16 KB.

$ sudo fio --directory=/mnt/p_iops_vol0 --ioengine=psync --name fio_test_file --direct=1 --rw=randwrite --bs=16k --size=1G --numjobs=16 --time_based --runtime=180 --group_reporting --norandommap

O seguinte comando executa operações de leitura aleatórias de 16 KB.

$ sudo fio --directory=/mnt/p_iops_vol0 --name fio_test_file --direct=1 --rw=randread --bs=16k --size=1G --numjobs=16 --time_based --runtime=180 --group_reporting --norandommap 

Para obter mais informações sobre como interpretar os resultados, consulte este tutorial: Inspeção de performance de E/S de disco com fio.

Instâncias do Windows

Execute DiskSpd no volume que você criou.

O comando a seguir executará um teste de E/S aleatório de 30 segundos usando um arquivo de teste de 20 GB localizado na unidade C:, com taxas de 25% de gravação e de 75% de leitura e um tamanho de bloco de 8 K. Ele usará oito threads de operador, cada um com quatro operações de E/S pendentes, e uma semente de valor de entropia de gravação de 1 GB. Os resultados do teste serão salvos em um arquivo de texto chamado DiskSpeedResults.txt. Esses parâmetros simulam uma carga de OLTP trabalho SQL do servidor.

diskspd -b8K -d30 -o4 -t8 -h -r -w25 -L -Z1G -c20G C:\iotest.dat > DiskSpeedResults.txt

Para obter mais informações sobre como interpretar os resultados, consulte este tutorial: Inspecionando o desempenho de E/S do disco com D. iskSPd

Benchmark de volumes st1 e sc1 (instâncias do Linux)

Execute fio em seu volume do st1 ou sc1.

nota

Antes de executar esses testes, defina E/S em buffer na instância conforme descrito em Aumentar a leitura antecipada para workloads com muitas operações de leitura e alta throughput em st1 e sc1 (somente instâncias do Linux).

O seguinte comando executa operações de leitura sequenciais de 1 MiB em um dispositivo de blocos st1 anexado (por exemplo, /dev/xvdf):

$ sudo fio --filename=/dev/<device> --direct=1 --rw=read --randrepeat=0 --ioengine=libaio --bs=1024k --iodepth=8 --time_based=1 --runtime=180 --name=fio_direct_read_test

O seguinte comando executa operações de gravação sequenciais de 1 MiB em um dispositivo de blocos st1 anexado:

$ sudo fio --filename=/dev/<device> --direct=1 --rw=write --randrepeat=0 --ioengine=libaio --bs=1024k --iodepth=8 --time_based=1 --runtime=180 --name=fio_direct_write_test 

Algumas workloads executam uma combinação de leituras e gravações sequenciais para diferentes partes de dispositivo de blocos. Para comparar essa workload, recomendamos que você use trabalhos de fio separados, simultâneos, para leituras e gravações, e use a opção fio offset_increment para focar em locais diferentes de dispositivo de blocos para cada trabalho.

Executar essa workload é um pouco mais complicado do que uma workload de gravação ou leitura sequenciais. Use um editor de texto para criar um arquivo de trabalho de fio, chamado de fio_rw_mix.cfg neste exemplo, que contém o seguinte:

[global] 
clocksource=clock_gettime
randrepeat=0
runtime=180
 
[sequential-write]
bs=1M
ioengine=libaio
direct=1
iodepth=8
filename=/dev/<device>
do_verify=0
rw=write
rwmixread=0
rwmixwrite=100 

[sequential-read] 
bs=1M
ioengine=libaio
direct=1
iodepth=8
filename=/dev/<device>
do_verify=0
rw=read
rwmixread=100
rwmixwrite=0
offset=100g

Em seguida, execute o seguinte comando:

$ sudo fio fio_rw_mix.cfg

Para obter mais informações sobre como interpretar os resultados, consulte este tutorial: Inspeção de performance de E/S de disco com fio.

Vários trabalhos de fio para E/S direta, mesmo que usando operações de leitura ou gravação sequenciais, podem resultar em uma throughput mais baixa do que o esperado para volumes st1 e sc1. Recomendamos que você use um trabalho direto de E/S e use o parâmetro iodepth para controlar o número de operações simultâneas de E/S.