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数据库IO性能知识整理

发表于：2024-09-25 作者：千家信息网编辑

千家信息网最后更新 2024年09月25日，今年年初为了做一体机的性能测试以及CRM3.0的存储性能测试，走马观花的对存储相关的知识做了一些了解，并且结合Swingbench和fio，对数据库和存储性能做了一些测试工作。整个IO栈是一个比较复杂

千家信息网最后更新 2024年09月25日数据库IO性能知识整理

今年年初为了做一体机的性能测试以及CRM3.0的存储性能测试，走马观花的对存储相关的知识做了一些了解，并且结合Swingbench和fio，对数据库和存储性能做了一些测试工作。

整个IO栈是一个比较复杂的流程，包含软件和硬性相关的内容，

图片原始地址：http://www.ilinuxkernel.com/files/Linux.IO.stack_v1.0.pdf

受限自身的知识体系，只对基本的技术环境做了大概的了解，

很可惜，找不到这张图的原始出处，从google查询到的，可以帮助我们了解从数据库发起IO请求操作，到最终完成数据操作流经了那些设备。

数据库相关知识内容内容整理成了《X86平台RAC安装最佳实践》，在ORACLE用户组的活动中做过分享。

为了便于理解设备延迟，以Intel Xeon E5 CPU为基准，整理了一份不同设备的请求延迟数据。

系统设备	真实延迟	缩放延迟
一个 CPU 指令	0.4 ns	1 s
CPU Level 1 缓存	0.9 ns	2 s
CPU Level 2 缓存	2.8 ns	7 s
CPU Level 3 缓存	28 ns (10 X L2)	1 min
DDR 内存	100 ns	4 min
Intel 傲腾	<10 us	7 hrs
8GB HBA卡	50 us	1.5 days
NVMe 固态硬盘	~25 us	17 hrs
固态硬盘	50-150 μs	1.5-4 days
机械硬盘	1-10 ms	1-9 months

从硬件发展的趋势来看，传统的存储性能瓶颈在NVMe设备普及的情况下，越来越淡化，同时硬件性能的提升，也促进了分布式存储和开源数据库的快速发展。

客观的讲，目前大部分的一体机，在技术层面没有多少创新，只是使用了全新的硬件架构，使得数据库性能达到了极大的提升。更多的是看对一体机本身的管理、监控以及相关扩展功能的一些提供，比如备份以及CDP/CDM等辅助功能。

Linux设备发现，多路径管理，fio测试相关的知识，在《数据库系统IO性能测试方法》中进行了整理。

主机HBA卡信息
[root@dzqddb1 disk]# lspci | grep -i hba
c1:00.0 Fibre Channel: QLogic Corp. ISP2532-based 8Gb Fibre Channel to PCI Express HBA (rev 02)

服务器HBA端口编号
[root@dzqddb1 ~]# cd /sys/class/fc_host
host3 -> ../../devices/pci0000:c0/0000:c0:03.0/0000:c1:00.0/host3/fc_host/host3

存储前端端口编号
[root@dzqddb1 ~]# cd /sys/class/fc_remote_ports
rport-3:0-0 -> ../../devices/pci0000:c0/0000:c0:03.0/0000:c1:00.0/host3/rport-3:0-0/fc_remote_ports/rport-3:0-0

磁盘设备映射路径
[root@dzqddb1 ~]# udevadm info --query=all --name=/dev/sdak
P: /devices/pci0000:c0/0000:c0:03.0/0000:c1:00.0/host3/rport-3:0-1/target3:0:1/3:0:1:12/block/sdak

包括一些磁盘参数的比对情况：

	机械硬盘(HDD)	固态硬盘(SSD)	NVMe SSD
产品	希捷 ST4000DM006	INTEL SSD 545S	Intel SSD DC P4600
接口类型	SATA 6Gb/s	6 Gb/s SATA接口	PCIe NVMe 3.1 x4
容量	4TB	1.00 TB	4.00 TB
顺序读	220MB/s	550 MB/s	3200 MB/s
随机读	76	85000	617500
顺序写		500 MB/s	1900 MB/s
随机写		75000	225000
读延迟	9 ms	50 µs	82 µs
写延迟	9 ms	50 µs	30 µs
价格	700￥	1500￥	19000￥