Como avaliar o desempenho do armazenamento em Linux: benchmarking com ferramentas abertas

Em da última vez Falamos sobre ferramentas de código aberto para avaliação de desempenho de processadores e memória. Hoje, discutimos benchmarks para sistemas de arquivos e sistemas de armazenamento no Linux – Interbench, Fio, Hdparm, S e Bonnie.

Como avaliar o desempenho do armazenamento em Linux: benchmarking com ferramentas abertas
Foto — Daniele Levis Pelusi — Unsplash

Fio

Fio (que significa Flexible I/O Tester) cria fluxos de entrada/saída de dados do disco para avaliar o desempenho do sistema de arquivos Linux. O utilitário também pode ser executado no Windows – é necessário instalar a interface de linha de comando. Cygwin. O guia de configuração pode ser encontrado em no repositório fio no GitHub.

O autor do fio é Jens Axboe (Jens Axboe), ) responsável pela subsistema de IO no Linux e desenvolvedor da utilidade blktrace para rastreamento de operações de entrada/saída. Ele criou o fio porque estava cansado de escrever programas para testar cargas específicas manualmente.

O utilitário calculará IOPS e a largura de banda do sistema, além de permitir avaliar a profundidade da fila de operações de entrada/saída. O utilitário funciona com arquivos especiais (extensão .fio), onde as configurações e condições do teste são especificadas. Existem várias opções de teste, por exemplo, há gravação aleatória, leitura e regravação. Aqui está exemplo o conteúdo do arquivo para o primeiro caso:

[global]
	name=fio-rand-read
	filename=fio-rand-read
	rw=randread
	bs=4K
	direct=0
	numjobs=1
	time_based=1
	runtime=900

Hoje, o fio é utilizado por grandes empresas – o utilitário é usado na SUSE, Nutanix e IBM.

Hdparm

O utilitário foi criado pelo desenvolvedor canadense Mark Lord em 2005. Ele ainda é mantido pelo autor e faz parte de muitas distribuições populares. A principal função do hdparm é a configuração de parâmetros dos armazenamentos. Mas o instrumento é possível é utilizado para realizar benchmarks simples, por exemplo, medir a velocidade de leitura. Para isso, é preciso digitar no console o comando:

$ sudo hdparm -t /dev/sdb

O sistema gerará uma resposta semelhante:

Timing buffered disk reads: 242 MB in 3.01 seconds = 80.30 MB/sec

Quanto à configuração dos armazenamentos, o hdparm permite alterar o tamanho da cache, modificar parâmetros de suspensão e energia, bem como apagar dados de forma segura em SSDs. Mas, como alertam especialistas da ArchLinux, uma alteração imprudente nos parâmetros do sistema pode tornar os dados no disco inacessíveis e até danificar o armazenamento. Antes de trabalhar com o hdparm, é melhor consultar o guia – simplesmente digite no console o comando man hdparm.

S

Este é um conjunto de benchmarks para avaliação do desempenho de sistemas de entrada/saída. Os autores da ferramenta são a equipe de desenvolvedores do grupo AlgoDev, que inclui funcionários da Universidade de Módena e Reggio-Emília.

Todos os benchmarks são scripts bash, avaliando o desempenho do sistema de armazenamento — largura de banda, latência, funcionamento dos escalonadores. Por exemplo, o benchmark throughput-sync.sh 'bombardeia' o armazenamento com solicitações de leitura ou gravação (neste caso, usa-se a ferramenta mencionada fio). Aqui está o código deste script.

Outro script — comm_startup_lat.sh — mede a latência de leitura de dados do disco com 'cache frio' (quando não há dados necessários). O código também pode ser encontrado no repositório.

Como avaliar o desempenho do armazenamento em Linux: benchmarking com ferramentas abertas
Foto — Agê Barros — Unsplash

Bonnie

Ferramenta para avaliação do desempenho do sistema de arquivos, desenvolvida em 1989. Seu autor foi o engenheiro Tim Bray. Com Bonnie, ele planejava otimizar o funcionamento dos sistemas de computação envolvidos no projeto New Oxford English Dictionary na Universidade de Waterloo.

Bonnie executa leitura e gravação aleatórias de dados no disco. Em seguida, a ferramenta apresenta parâmetros como o número de bytes processados por segundo da CPU, bem como o nível de carga da CPU em porcentagem. O código-fonte do benchmark pode ser encontrado no Google Code.

Baseado em Bonnie, foi desenvolvido outro conjunto de ferramentas para testar discos rígidos — Bonnie++ (escrito em C++, em vez de C). Este possui ferramentas de benchmark adicionais. Por exemplo, zcav para avaliar o desempenho de diferentes zonas do HDD. Além disso, o Bonnie++ é adequado é utilizado para testar servidores de e-mail e servidores de banco de dados.

Interbench

A ferramenta foi desenvolvida por Con Kolivas (Con Kolivas), um anestesiologista australiano conhecido por sua contribuição para o desenvolvimento do núcleo Linux e pelo trabalho no 'escalonador de CPU justo'. Interbench ajuda a configurar os parâmetros do escalonador de entrada/saída e do sistema de arquivos.

Interbench emula o comportamento do escalonador da CPU ao executar tarefas interativas. Essas tarefas interativas podem incluir trabalho com áudio e vídeo, execução de jogos de computador ou simplesmente arrastar uma janela de diálogo no sistema operacional.

O código-fonte, exemplos e recomendações para configuração da ferramenta podem ser encontrados no repositório oficial no GitHub.

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Fonte: habr.com

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