在云計算的虛擬系統中,網絡的數據轉發、存儲的數據傳輸乃至于整套云計算系統的管理控制,均需要依靠CPU的運算處理能力進行支撐。這些運算資源的消耗,都會對云計算系統的計算能力產生影響。然而在云計算的IaaS層,計算、存儲、網絡又是決定上層各類新興云服務和客戶業務穩定、高效運營的基石,是一個云計算系統的核心競爭力。因此,云計算系統的計算能力也成為了云能力評估小組所關注的重點項目之一。
借著華為云近期推出新一代采用Xeon SkyLake CPU C3系列云主機產品的機會,云能力評估小組展開了“新一代至強處理器在云計算系統中運算處理能力”的評測活動。下面我們就來看一下,在傳統網絡、計算、存儲上均有扎實技術積累的華為,在虛擬化的云計算系統中是否會有同樣的技術實力展現。
四項關鍵測試
在本次華為云C3云主機測試項目上,除了云計算IaaS層最主要的計算、存儲和網絡性能之外,還對云主機的內存帶寬同樣進行了測試。在計算性能方面,我們選擇用的是可以跨平臺使用的性能測試軟件Geekbench來對CPU的整數、浮點運算處理能力進行測試。在存儲性能方面,通過fio對存儲產品的傳輸速率(IOPS)和帶寬進行測試。在內存性能方面利用stream對內存帶寬進行測試。在網絡性能測試中,我們還繼續沿用Netperf對網絡帶寬和網絡連接處理性能進行測試,并利用Iperf對網絡的數據包轉發性能進行測試。具體測試結果如下:
計算性能
提起云主機的計算性能,現在談的最多的是Scale Up、Scale Out的橫、縱向擴展和計算資源的靈活復用,單臺云主機的計算能力卻少有人去進行了解。從系統架構的角度去看,這樣做是沒有問題的,單臺云主機的計算資源畢竟是有限度的,要滿足多變的應用需求,必須要有靈活的資源調度能力。
但是從用戶使用的角度講,多購買一臺云主機就要多增加一份成本投入,提升虛機配置的成本因素也需要去進行考慮。因此,單臺云主機計算性能的“含金量”問題,開始顯現出來了。
下面我們就來看一下,華為云C3云主機的計算性能:
由于云主機大多采用的是Linux操作系統,因此在本次測試中,選用的是可以跨平臺使用的Geekbench測試工具來對華為云C3云主機進行測試。華為云C3云主機采用的是Intel 全新一代Xeon SkyLake CPU,CPU型號為6151、(為Intel的定制型號)。在云主機配置上,我們選用的是4核16G內存。Geekbench測試結果如下:
Geekbench是通過一系列數據加密、數據壓縮、圖像壓縮、圖形計算、腳本處理和路徑計算的方式,對CPU的整數類型計算能力進行測試,并通過期權價格模似、圖像的生成、銳化和模糊以及物理仿真、3D幾何場景描述類的浮點計算功能對CPU的浮點計算能力進行測試。并將各個測試結果綜合后,統一對CPU的整數計算和浮點計算能力進行打分。
考慮到單一的測試打分結果并不好對云主機的計算能力進行分析。因此我們選用Geekbench網站上公布的,采用同版本測試軟件測試并與本次測試云主機配置相近的至強E3-1270 v5的測試結果和另一相同配置的主流云主機進行Geekbench測試后結果進行綜合對比。
通過CPU綜合性能對比我們可以了解,雖然Xeon E3-1270 v5主頻高達4.0GHz,并且還有超線程技術助力,但也只是在單核CPU的整數性能上略勝華為云C3云主機一籌,在單核CPU浮點性能上和多核CPU整數、浮點性能上均被華為云的C3云主機超出。華為云C3云主機和參與對比的,同樣采用Xeon SkyLake CPU的同配置云主機相對比時,更有著14.8%的性能優勢。而我們在對比中,也并未選用多核CPU處理性能過低的云主機來進行對比。
Geekbench整數測試分類線圖
Geekbench浮點測試分類線圖
為了對Geekbench的測試結果進行核驗,我們對Geekbench的整數和浮點測試分類細項測試結果也進行了整理對比。在對比結果線圖上,也基本上呈現出和綜合性能打分相近的結果——三者的測試結果比較相近,華為云C3云主機與Xeon E3-1270 v5的單項測試結果互有勝出,單核結果Xeon E3-1270 v5比較有優勢,多核結果則是華為云C3云主機更加出色。
由此可知,在計算性能方面,華為云C3云主機不但具備出色的云主機計算性能,甚至與物理服務器相對比,也有著不凡的性能表現。
內存性能
除了CPU計算能力之外,在應用處理時,需要調用的數據信息大多需要在內存中進行緩存。內存帶寬不足,數據傳輸不能盡快向多核CPU上進行分發,也會對多核處理器的計算能力產生影響。因此內存的調用和數據處理性能,也是云計算處理能力的一個重要測試指標。
在內存測試中,云能力評估小組選用了測試工具Stream,并利用64M的大頁面來對華為云C3云主機和對比公有云主機進行了測試,測試公有云平臺依然選用的是四核16G云主機。
Stream在對內存帶寬進行測試的時候會進行四種操作:Copy、Scale、Add、Triad。
Copy,先訪問一個內存單元讀出其中的值,再將值寫入到另一個內存單元。
Scale,從內存單元讀出其中的值,作一個乘法運算,再將結果寫入到另一個內存單元。
Add,從內存單元讀出兩個值,做加法運算,再將結果寫入到另一個內存單元。
Triad,是將上面三個操作組合起來。
從內存帶寬性能對比的柱狀圖我們可以看出,華為云C3云主機的存儲帶寬性能最好,參與對比的云主機為次,雙方有大約5%左右的性能差距。
存儲性能
系統內存的容量畢竟有限,對于數據的存儲還是要依靠硬盤或者SSD來進行支持。接下來云能力評估小組采用現在比較成熟的fio測試工具,利用4K塊大小和1M塊大小對華為云C3云主機和對照平臺大小為800G的SSD云盤、高效云盤和普通云盤的IOPS和帶寬進行了測試。測試結果表格統計如下:
為了便于用戶查看,我們將各項測試的高、低測試結果,在表格中以不同顏色進行區分。從中不難看出,在存儲性能中,華為云各項測試成績依然領先。參與對比的云主機無論在帶寬性能還是IOPS方面與華為云相對比,均有一定的性能差距。
但這里需要說明的是,從存儲測試結果來看,參與對照平臺有明顯的限速情況。對云計算資源的合理控制,云能力評估小組始終是抱以一種支持的態度的。云計算系統雖然可以組建的非常龐大,但其內部每個節點可提供的資源畢竟是有限制的,合理對內部資源進行控制比如當前存儲的IO傳輸速率和存儲帶寬,有利于云計算整體穩定性和可靠性的提升。但是由于目前尚缺乏統一的存儲數據傳輸性能評估標準,因此尚無法對云存儲性能限速進行合理評判。以后有機會云能力評估小組也會再嘗試與相關廠商進行進一步溝通,力爭盡早對云存儲應用性能整理出一個合理的判斷基準。
網絡性能
去年雖然我們已經進行過了一次公有云主機的網絡和網絡應用性能評測,但是對華為云有所疏忽。這次借著對新CPU處理能力評測的機會,也重新對華為云C3云主機的網絡和網絡應用性能進行了一次測試。并且還是選擇上面測試中同一公有云廠商產品進行性能對比。
從網絡性能的測試成績來看,華為云C3云主機充分繼承了其網絡技術起家的優良傳統。不但為被測云主機分配了近2Gbps的內部傳輸網絡帶寬,在網絡的數據包轉發能力上,居然還達到了接近小包線速的超高轉發性能。而且在TCP_RR和TCP_CRR的測試中測試成績也是大幅度的領先。但是正如上次網絡和網絡應用測試中所分析的一樣,在正常網絡應用中很少會出現如此高的網絡應用需求,如此高的網絡性能配置是否會帶來云計算系統資源的浪費還有待去更深入的進行了解。通常網絡應用中的數據包轉發速率在每10Mbps帶寬下提供2KPPS左右的數據包轉發速率基本上就可以滿足絕大部分的應用需求了。因此參與對比的云主機在網絡層的轉發性能目前是完全可以滿足正常網絡的應用,并留有了一定的轉發性能余量了。當然對于云主機的用戶而言,同樣的價格區間內,更高更好的網絡性能也完全是喜聞樂見的一個事情,同時隨著高并發應用的增加,對網絡層的轉發性能的要求也在不斷提升。目前看來華為云同配置的云主機價格還是這三個公有云中最有優勢的一個,這就不得不讓人由衷地佩服了,希望在今后這種優勢依然可以得到保持。
云計算需要為其打下更堅實的技術基礎
通過這次云主機基礎性能測試,我們可以看到華為云可謂“后來者居上”,無論是在計算性能、內存性能、存儲性能還是網絡性能上,均以十分明顯的優勢領先于其它相對比產品。但是在網絡性能方面,過高的性能配置是否會造成整體資源的浪費還有待進一步了解。
當然,在網絡和存儲方面,我們一直在孜孜不倦地追求更大的帶寬和更高的處理性能,但在云計算領域,統籌的規劃來確保整個云系統的有效運營同樣重要。在這方面,經驗彌足珍貴,而這無法依靠性能指標進行評判。選購云服務的小伙伴需要參照數據再進行綜合考慮。
雖然云計算已經有了十多年的技術發展,但是新硬件、新技術、新應用依然是層出不窮。一時的領先但疏忽了對新技術的掌握,可能瞬間就被超越。只有在不斷的應用技術積累的情況下,不停夯實自身的技術基礎,才可以走的更遠。目前領先者也不能驕傲,云計算的技術征程才是剛剛起行,只有在實際的用戶應用中不斷地摔打,最后站立著的才能笑傲群雄。
云能力評估小組也將再接再厲,繼續將用戶所關注的各類云計算應用項目,通過產品測試的形式更多的向大家進行展示。
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