磁盘(ESSD)型性能白皮书 - 云原生内存数据库Tair

本文介绍云原生内存数据库Tair磁盘（ESSD）型性能测试的测试环境、测试工具、测试方法与测试结果。

测试环境

测试环境信息	说明
地域和可用区域	所有测试均在华北1（杭州）地域的可用区I中完成。
Redis实例架构	标准版（双副本）架构，详情请参见标准架构。
部署压测工具的机器	云服务器ECS实例，规格为ecs.g6e.13xlarge，规格详情请参见实例规格族。
磁盘（ESSD）型实例规格	tair.essd.standard.xlarge tair.essd.standard.2xlarge tair.essd.standard.4xlarge tair.essd.standard.8xlarge tair.essd.standard.13xlarge 规格详情请参见磁盘型实例规格。

测试主要针对下述两种场景进行：

内存大于数据场景：绝大部分数据可以在内存中访问到，此场景下内存与数据的比例约为7:1。
数据大于内存场景：只有部分数据缓存在内存，部分访问请求需要读取硬盘中的数据，根据负载不同，需要访问磁盘的比例也不一样，此场景下内存与数据的比例约为1:4。

测试工具

采用开源社区的YCSB压测工具进行压测。YCSB是一款Java编写的支持多种数据库的性能测试工具，具体安装和使用方法请参见YCSB。

本测试中，对YCSB的相关内容做了一定的修改，使其支持导入long类型的recordcount参数、支持测试Redis的String相关命令，修改后的完整源代码请参见YCSB源码。

工作负载

Load：100%的String SET操作（写操作）。
Uniform-Read：采用Workload A，100%均匀随机String GET操作（读操作），主要测试严苛条件下的读性能。
Zipfian-Read：采用Workload C，数据分布方法为zipfian，测试大部分读请求访问小部分数据的性能，符合大部分的读场景。
Uniform-50%Read-50%Update：采用Workload A，50%的String SET操作（更新操作）与50%的String GET操作，主要测试随机更新的性能。

关于Workload的详细介绍，请参见Core Workloads。

测试命令

下述脚本以数据大于内存场景为例。

#! /bin/bash

ip=192.168.0.23
port=3100
timeout=30000
command_group=string
recordcount=640000000
run_operationcount=20000000
fieldcount=1
fieldlength=100
threads=32
load_sleep_time=600
run_sleep_time=60

echo "##################################### $command_group  ############################################"
#Load
./bin/ycsb load redis -s -P workloads/workloada -p "redis.host=${ip}" -p  "redis.port=${port}" -p "recordcount=${recordcount}" -p "operationcount=${recordcount}" -p "redis.timeout=${timeout}" -p "redis.command_group=${command_group}" -p "fieldcount=${fieldcount}" -p "fieldlength=${fieldlength}" -threads ${threads}
sleep ${load_sleep_time}

#Uniform-Read
./bin/ycsb run redis -s -P workloads/workloadc  -p "redis.host=${ip}" -p  "redis.port=${port}" -p "recordcount=${recordcount}" -p "operationcount=${run_operationcount}" -p "redis.timeout=${timeout}" -p "redis.command_group=${command_group}" -p "fieldcount=${fieldcount}" -p "fieldlength=${fieldlength}" -p "requestdistribution=uniform" -threads ${threads}
sleep ${run_sleep_time}

#Zipfian-Read
./bin/ycsb run redis -s -P workloads/workloadc  -p "redis.host=${ip}" -p  "redis.port=${port}" -p "recordcount=${recordcount}" -p "operationcount=${run_operationcount}" -p "redis.timeout=${timeout}" -p "redis.command_group=${command_group}" -p "fieldcount=${fieldcount}" -p "fieldlength=${fieldlength}" -p "requestdistribution=zipfian" -threads ${threads}
sleep ${run_sleep_time}

#Uniform-50%Read-50%Update
./bin/ycsb run redis -s -P workloads/workloada  -p "redis.host=${ip}" -p  "redis.port=${port}" -p "recordcount=${recordcount}" -p "operationcount=${run_operationcount}" -p "redis.timeout=${timeout}" -p "redis.command_group=${command_group}" -p "fieldcount=${fieldcount}" -p "fieldlength=${fieldlength}" -p "requestdistribution=uniform" -threads ${threads}

表 1. 参数说明
参数	说明
ip	Tair实例的IP地址。
port	Tair实例的服务端口。
timeout	测试命令的超时时间，单位为ms。
command_group	测试类型，配置为String。
recordcount	数据加载阶段准备的数据量。
run_operationcount	Run阶段操作的数据量。本测试中：内存大于数据场景下，配置和recordcount参数相同的值。数据大于内存场景下，配置的值为recordcount参数值除以32。
fieldcount	字段个数，配置为1。
fieldlength	值长度，配置为100。
threads	YCSB线程数，根据实例规格配置。

测试结果

测试指标	说明
QPS	每秒处理的读写操作数，单位为次/秒。
Average Latency	读或写操作的平均延迟，单位为微秒（us）。
99th Percentile Latency	处理速度最快的99%的操作中，最长的延迟时间，单位为微秒。例如该指标的值为500微秒，表示99%的请求可以在500微秒内被处理。

内存大于数据场景

内存大于数据场景的测试结果

实例规格	YCSB配置	工作负载	QPS（次/秒）	Average Latency（微秒）	99th Percentile Latency（微秒）
tair.essd.standard.xlarge	recordcount=20000000 run_operationcount=20000000 threads=32	Load	36740	851	1595
		Uniform-Read	103890	294	907
		Zipfian-Read	106357	288	865
		Uniform-50%Read-50%Update	46610	Read：530	Read：1108
		Uniform-50%Read-50%Update	46610	Update：795	Update：1684
tair.essd.standard.2xlarge	recordcount=40000000 run_operationcount=40000000 threads=50	Load	54670	911	1528
		Uniform-Read	150796	314	995
		Zipfian-Read	151110	314	977
		Uniform-50%Read-50%Update	69137	Read：537	Read：948
		Uniform-50%Read-50%Update	69137	Update：878	Update：1479
air.essd.standard.4xlarge	recordcount=80000000 run_operationcount=80000000 threads=100	Load	90703	1099	1697
		Uniform-Read	285833	339	1196
		Zipfian-Read	288750	335	1162
		Uniform-50%Read-50%Update	110316	Read：757	Read：1114
		Uniform-50%Read-50%Update	110316	Update：1041	Update：1536
tair.essd.standard.8xlarge	recordcount=160000000 run_operationcount=160000000 threads=120	Load	117581	1011	1692
		Uniform-Read	477099	242	784
		Zipfian-Read	494550	234	727
		Uniform-50%Read-50%Update	196245	Read：519	Read：829
		Uniform-50%Read-50%Update	196245	Update：691	Update：1096
tair.essd.standard.13xlarge	recordcount=240000000 run_operationcount=240000000 threads=160	Load	126366	1249	2281
		Uniform-Read	673183	231	637
		Zipfian-Read	691383	230	652
		Uniform-50%Read-50%Update	197803	Read：678	Read：940
		Uniform-50%Read-50%Update	197803	Update：935	Update：1925

数据大于内存场景

数据大于内存场景测试结果

实例规格	YCSB配置	工作负载	QPS（次/秒）	Average Latency（微秒）	99th Percentile Latency（微秒）
tair.essd.standard.xlarge	recordcount=640000000 run_operationcount=20000000 threads=32	Load	25561	1245	3497
		Uniform-Read	25727	1239	2042
		Zipfian-Read	47559	667	1217
		Uniform-50%Read-50%Update	19731	Read：1576	Read：6383
		Uniform-50%Read-50%Update	19731	Update：1639	Update：6487
tair.essd.standard.2xlarge	recordcount=1280000000 run_operationcount=40000000 threads=50	Load	42287	1179	3465
		Uniform-Read	35794	1394	1880
		Zipfian-Read	77759	637	1219
		Uniform-50%Read-50%Update	28656	Read：1716	Read：8863
		Uniform-50%Read-50%Update	28656	Update：1761	Update：8951
air.essd.standard.4xlarge	recordcount=2560000000 run_operationcount=80000000 threads=100	Load	65923	1514	6615
		Uniform-Read	44753	2232	7903
		Zipfian-Read	120337	826	1382
		Uniform-50%Read-50%Update	38470	Read：2577	Read：8535
		Uniform-50%Read-50%Update	38470	Update：2617	Update：8583
tair.essd.standard.8xlarge	recordcount=5120000000 run_operationcount=160000000 threads=120	Load	89231	1340	9575
		Uniform-Read	51175	2343	2955
		Zipfian-Read	131317	911	1573
		Uniform-50%Read-50%Update	38930	Read：3063	Read：8695
		Uniform-50%Read-50%Update	38930	Update：3097	Update：8735
tair.essd.standard.13xlarge	recordcount=7680000000 run_operationcount=240000000 threads=160	Load	92163	1733	9879
		Uniform-Read	51267	3510	16623
		Zipfian-Read	138522	1152	2131
		Uniform-50%Read-50%Update	39584	Read：4022	Read：12159
		Uniform-50%Read-50%Update	39584	Update：4057	Update：12239

云原生内存数据库Tair：磁盘（ESSD）型性能白皮书