在云計算的虛擬系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、存儲的數(shù)據(jù)傳輸乃至于整套云計算系統(tǒng)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(tǒng)的計算能力產(chǎn)生影響。然而在云計算的IaaS層,計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)又是決定上層各類新興云服務(wù)和客戶業(yè)務(wù)穩(wěn)定、高效運營的基石,是一個云計算系統(tǒng)的核心競爭力。因此,云計算系統(tǒng)的計算能力也成為了云能力評估小組所關(guān)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(chǎn)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(tǒng)中運算處理能力”的評測活動。下面我們就來看一下,在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲上均有扎實技術(shù)積累的華為,在虛擬化的云計算系統(tǒng)中是否會有同樣的技術(shù)實力展現(xiàn)。

四項關(guān)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(wǎng)絡(luò)性能之外,還對云主機的內(nèi)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(shù)、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(chǎn)品的傳輸速率(IOPS)和帶寬進行測試。在內(nèi)存性能方面利用stream對內(nèi)存帶寬進行測試。在網(wǎng)絡(luò)性能測試中,我們還繼續(xù)沿用Netperf對網(wǎng)絡(luò)帶寬和網(wǎng)絡(luò)連接處理性能進行測試,并利用Iperf對網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)性能進行測試。具體測試結(jié)果如下:

計算性能

提起云主機的計算性能,現(xiàn)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(fù)用,單臺云主機的計算能力卻少有人去進行了解。從系統(tǒng)架構(gòu)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(yīng)用需求,必須要有靈活的資源調(diào)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(xiàn)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(tǒng),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(nèi)存。Geekbench測試結(jié)果如下:

Geekbench是通過一系列數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)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(shù)類型計算能力進行測試,并通過期權(quán)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(jié)果綜合后,統(tǒng)一對CPU的整數(shù)計算和浮點計算能力進行打分。

考慮到單一的測試打分結(jié)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(wǎng)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(jié)果和另一相同配置的主流云主機進行Geekbench測試后結(jié)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(shù)助力,但也只是在單核CPU的整數(shù)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(shù)、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(yōu)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(shù)測試分類線圖

Geekbench浮點測試分類線圖

為了對Geekbench的測試結(jié)果進行核驗,我們對Geekbench的整數(shù)和浮點測試分類細項測試結(jié)果也進行了整理對比。在對比結(jié)果線圖上,也基本上呈現(xiàn)出和綜合性能打分相近的結(jié)果——三者的測試結(jié)果比較相近,華為云C3云主機與Xeon E3-1270 v5的單項測試結(jié)果互有勝出,單核結(jié)果Xeon E3-1270 v5比較有優(yōu)勢,多核結(jié)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(wù)器相對比,也有著不凡的性能表現(xiàn)。

內(nèi)存性能

除了CPU計算能力之外,在應(yīng)用處理時,需要調(diào)用的數(shù)據(jù)信息大多需要在內(nèi)存中進行緩存。內(nèi)存帶寬不足,數(shù)據(jù)傳輸不能盡快向多核CPU上進行分發(fā),也會對多核處理器的計算能力產(chǎn)生影響。因此內(nèi)存的調(diào)用和數(shù)據(jù)處理性能,也是云計算處理能力的一個重要測試指標。

在內(nèi)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(nèi)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(nèi)存單元讀出其中的值,再將值寫入到另一個內(nèi)存單元。

Scale,從內(nèi)存單元讀出其中的值,作一個乘法運算,再將結(jié)果寫入到另一個內(nèi)存單元。

Add,從內(nèi)存單元讀出兩個值,做加法運算,再將結(jié)果寫入到另一個內(nèi)存單元。

Triad,是將上面三個操作組合起來。

從內(nèi)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(tǒng)內(nèi)存的容量畢竟有限,對于數(shù)據(jù)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(xiàn)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(jié)果表格統(tǒng)計如下:

為了便于用戶查看,我們將各項測試的高、低測試結(jié)果,在表格中以不同顏色進行區(qū)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(lǐng)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(jié)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(tài)度的。云計算系統(tǒng)雖然可以組建的非常龐大,但其內(nèi)部每個節(jié)點可提供的資源畢竟是有限制的,合理對內(nèi)部資源進行控制比如當(dāng)前存儲的IO傳輸速率和存儲帶寬,有利于云計算整體穩(wěn)定性和可靠性的提升。但是由于目前尚缺乏統(tǒng)一的存儲數(shù)據(jù)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(guān)廠商進行進一步溝通,力爭盡早對云存儲應(yīng)用性能整理出一個合理的判斷基準。

網(wǎng)絡(luò)性能

去年雖然我們已經(jīng)進行過了一次公有云主機的網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(chǎn)品進行性能對比。

從網(wǎng)絡(luò)性能的測試成績來看,華為云C3云主機充分繼承了其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)起家的優(yōu)良傳統(tǒng)。不但為被測云主機分配了近2Gbps的內(nèi)部傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬,在網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力上,居然還達到了接近小包線速的超高轉(zhuǎn)發(fā)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(lǐng)先。但是正如上次網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用測試中所分析的一樣,在正常網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中很少會出現(xiàn)如此高的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求,如此高的網(wǎng)絡(luò)性能配置是否會帶來云計算系統(tǒng)資源的浪費還有待去更深入的進行了解。通常網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)速率在每10Mbps帶寬下提供2KPPS左右的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)速率基本上就可以滿足絕大部分的應(yīng)用需求了。因此參與對比的云主機在網(wǎng)絡(luò)層的轉(zhuǎn)發(fā)性能目前是完全可以滿足正常網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,并留有了一定的轉(zhuǎn)發(fā)性能余量了。當(dāng)然對于云主機的用戶而言,同樣的價格區(qū)間內(nèi),更高更好的網(wǎng)絡(luò)性能也完全是喜聞樂見的一個事情,同時隨著高并發(fā)應(yīng)用的增加,對網(wǎng)絡(luò)層的轉(zhuǎn)發(fā)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(yōu)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(yōu)勢依然可以得到保持。

云計算需要為其打下更堅實的技術(shù)基礎(chǔ)

通過這次云主機基礎(chǔ)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(nèi)存性能、存儲性能還是網(wǎng)絡(luò)性能上,均以十分明顯的優(yōu)勢領(lǐng)先于其它相對比產(chǎn)品。但是在網(wǎng)絡(luò)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(dāng)然,在網(wǎng)絡(luò)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(lǐng)域,統(tǒng)籌的規(guī)劃來確保整個云系統(tǒng)的有效運營同樣重要。在這方面,經(jīng)驗彌足珍貴,而這無法依靠性能指標進行評判。選購云服務(wù)的小伙伴需要參照數(shù)據(jù)再進行綜合考慮。

雖然云計算已經(jīng)有了十多年的技術(shù)發(fā)展,但是新硬件、新技術(shù)、新應(yīng)用依然是層出不窮。一時的領(lǐng)先但疏忽了對新技術(shù)的掌握,可能瞬間就被超越。只有在不斷的應(yīng)用技術(shù)積累的情況下,不停夯實自身的技術(shù)基礎(chǔ),才可以走的更遠。目前領(lǐng)先者也不能驕傲,云計算的技術(shù)征程才是剛剛起行,只有在實際的用戶應(yīng)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(xù)將用戶所關(guān)注的各類云計算應(yīng)用項目,通過產(chǎn)品測試的形式更多的向大家進行展示。