3.2 訪問請求比例
通過比較Plan9文件系統(tǒng)在1993年5月31日與1993年6月1日的快照，可以得到被訪問的文件，同時可以確定對每個文件的訪問類型，根據(jù)需要，在對基本訪問負載增強處理的過程中可以配置文件讀寫的比例，實驗中，將讀寫比例設(shè)置為4:1，Pmax設(shè)置為10，Pmin設(shè)置為0.1，遞減速率D0設(shè)置為0.98，使得文件的讀寫分布在500s左右的時間范圍內(nèi)按照一定的形式分布，將臨時文件與被讀的文件之間的比例設(shè)置為1:1。
圖3 對比了基本訪問負載增強前后的情況，可以看出，增強處理后，刪除請求與創(chuàng)建請求均增加了3449個，這也是臨時文件在系統(tǒng)中的個數(shù)，讀請求在增強處理后與寫請求的比例為3.15:1，之所以比例與預(yù)設(shè)的4:1不同，是由于根據(jù)比例生成時，對某些文件會預(yù)期生成大量的讀請求;但按照算法生成時，在超過文件的創(chuàng)建時間和文件最近訪問時間時，增強處理過程會結(jié)束。
圖3 訪問請求增強前后對比
在生成的讀寫訪問中，順序讀與順序?qū)懙谋壤鐖D4所示，由于在增強過程中臨時文件都是整個文件的讀寫，所以把臨時文件的讀寫當成隨機讀寫看待，在設(shè)置過程中，順序讀寫與隨機讀寫的比例設(shè)置為4:1，增強處理后，隨機讀個數(shù)為229142個，占讀請求總數(shù)的80.4%;隨機寫請求個數(shù)為77134個，占寫請求總數(shù)的85.2%，造成這種差異的原因是，順序讀寫是針對一個文件而言的，而讀寫請求在不同文件之間并不是平均分布，對其中一些文件的讀寫請求頻繁，而對于另外的一些文件則讀寫較少。
圖4 增強后順序讀寫的比例
從結(jié)果可以看到，DMStone能夠根據(jù)配置動態(tài)生成符合用戶需求的訪問負載，體現(xiàn)了真實應(yīng)用場景中的負載特性。
3.3 訪問分布
為體現(xiàn)文件訪問請求的突發(fā)特性，對于文件訪問而言，按照一定的函數(shù)在一定時間區(qū)域內(nèi)分布，實驗中參數(shù)設(shè)置與上一實驗相同，即Pmax設(shè)置為10，Pmin設(shè)置為0.1，遞減速率D0設(shè)置為0.98，這樣設(shè)置使得每秒中訪問量最多為10個，兩個訪問之間最大時間間隔為10s，我們對經(jīng)過增強處理的訪問負載進行了分析，對其中一個訪問請求數(shù)較多的文件進行了統(tǒng)計，每隔10s統(tǒng)計這個文件的讀訪問總數(shù)，得到這個文件的訪問的分布按照規(guī)律周期性出現(xiàn)文件訪問密集區(qū)域，其中，一個周期的分布情況如圖5所示。
圖5 文件訪問在一段時間上的分布
圖5 中時間分布為相對時間，如同預(yù)期，對一個文件的訪問能夠按照指定參數(shù)體現(xiàn)訪問請求的突發(fā)特性，在訪問的集中區(qū)域，10s之內(nèi)對此文件的訪問請求有68個;在大部分的時間區(qū)域內(nèi)，訪問呈分散分布。
3.4 分級存儲系統(tǒng)實測結(jié)果
3.4.1 數(shù)據(jù)分級存儲能力測試
用DMStone對分級存儲系統(tǒng)AIP進行了性能測試，AIP是一個基于策略的分級存儲系統(tǒng)，它依據(jù)用戶制定的數(shù)據(jù)管理策略，判斷數(shù)據(jù)的價值，并將數(shù)據(jù)在不同存儲層級之間進行遷移，將AIP運行在前面實驗中生成的文件系統(tǒng)場景之上。
在實驗中，使用三級存儲池，其中假設(shè)主存儲的容量為9GB，使用的兩條數(shù)據(jù)遷移策略內(nèi)容如下:
•策略A:當主存儲池的空間利用率大于95%時，將最近訪問時間是10天以前的文件遷移到二級存儲池，直到主存儲池的空間利用率小于85%，遷移過程中，按照文件從大到小的順序遷移文件;
•策略B:將最近訪問時間是150天以前的文件，從二級存儲池遷移到三級存儲池中。
實驗中，每隔40s記錄3個層級存儲池的空間使用情況，如圖6所示，在分級存儲系統(tǒng)AIP遷移策略的管理下，文件在不同存儲池之間動態(tài)遷移，隨著遷移策略的執(zhí)行，主存儲池空間使用率減少，而二級、三級存儲池中的空間使用率增加，使得數(shù)據(jù)得以在不同存儲池中分布，說明DMStone生成的文件系統(tǒng)場景能夠體現(xiàn)分級存儲系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境情況，并最終體現(xiàn)分級存儲的效果。
圖6 存儲池空間使用變化情況
3.4.2 I/O響應(yīng)能力評測
為了對AIP的文件I/O性能進行評測，我們通過DMStone分別對使用AIP和不使用AIP時文件系統(tǒng)的I/O性能進行統(tǒng)計，對使用AIP的情況，在運行DMStone之前，我們將文件場景中最近訪問時間是100天以前的文件遷移到二級存儲設(shè)備中，以模擬AIP應(yīng)用后的場景，DMStone在兩種情況下均運行30分鐘，在運行過程中，每隔10s統(tǒng)計1次10s內(nèi)訪問請求的平均響應(yīng)時間，并在運行結(jié)束時統(tǒng)計其中讀寫比例、平均每秒的訪問請求個數(shù)、1s內(nèi)最大請求數(shù)及所有請求的平均響應(yīng)時間，其中，響應(yīng)時間統(tǒng)計結(jié)果如圖7所示。
圖7 運行AIP與不運行AIP時I/O請求響應(yīng)時間對比
將DMStone運行在不同情況下，可以評測分級存儲系統(tǒng)是否會對原系統(tǒng)造成較大影響，從而確定分級存儲系統(tǒng)是否適合相關(guān)應(yīng)用場景，在運行AIP時，測試得到所有請求的平均響應(yīng)時間為0.375ms;而不運行AIP時，平均響應(yīng)時間為0.365ms，從實驗結(jié)果中可以看到，應(yīng)用AIP后，幾乎不會對原系統(tǒng)的I/O性能造成影響，說明AIP適宜應(yīng)用在DMStone所模擬的場景中。
4 結(jié)論
已有分級存儲系統(tǒng)評測方法通過播放一段時間的文件訪問請求生成文件系統(tǒng)場景，因為徹底忽略了近期未被訪問的文件而與分級存儲的真實場景不符，本文提出了一個分級存儲系統(tǒng)性能測試工具DMStone，它使用文件系統(tǒng)快照生成某一時刻的系統(tǒng)狀態(tài)，并根據(jù)后續(xù)相鄰快照間的差異提取訪問負載的特征，進而生成后續(xù)的I/O負載。
使用Plan9文件系統(tǒng)快照的實驗結(jié)果表明，DMStone能夠提供某一時刻完整的文件系統(tǒng)狀態(tài)，涵蓋近期訪問過的和長期不用的所有文件，此外，DMStone能夠保證后續(xù)文件訪問的局部性與真實應(yīng)用場景相符合，我們應(yīng)用DMStone對分級存儲系統(tǒng)AIP進行了測試，驗證了DMStone性能測試的有效性。
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本文標題：DMStone:一個分級存儲系統(tǒng)性能測試工具（下）
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