摘要：在影響Lustre文件系統(tǒng)讀寫(xiě)性能的因素中，Lustre文件系統(tǒng)的自身設(shè)置是非常重要的，所以研究Lustre文件系統(tǒng)的性能就需要在這個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，才能提出更符合應(yīng)用需求的Lustre文件系統(tǒng)讀寫(xiě)優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：Lustre；讀寫(xiě)；性能優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TP316 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 20-0000-02

基于Linux的不同文件系統(tǒng)，都有其不同的特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)景，NAS系統(tǒng)的特點(diǎn)是可以通過(guò)便利的管理方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的操作，然而其缺點(diǎn)是擴(kuò)展性差，不能夠滿足大容量的文件分析處理；SAN實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)擁有較好的數(shù)據(jù)傳輸性能以及可擴(kuò)展性，然而卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享訪問(wèn)，所以為了更好的解決NAS以及SAN系統(tǒng)的不足，并且更好的利用其優(yōu)點(diǎn)，就逐漸形成了Lustre文件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)高速訪問(wèn)的同時(shí)，也提高了數(shù)據(jù)文件的簡(jiǎn)單化管理以及共享性操作，極大的提高了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)操作效率。

在Lustre自身設(shè)置的各個(gè)不同方面中，最影響系統(tǒng)性能的兩個(gè)方面是OST（條塊數(shù)）以及如何條塊化，這也是Lustre文件系統(tǒng)并發(fā)I/O操作提升性能的關(guān)鍵因素。在Lustre文件系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，條塊數(shù)這一關(guān)鍵參數(shù)是在系統(tǒng)的初始化時(shí)即配置的，主要體現(xiàn)在三個(gè)不同的配置層面，分別是stripecount（分條塊數(shù)），stripesize（條塊大小），start-ost（起始?jí)K數(shù)）。當(dāng)分條塊數(shù)的值賦予-1時(shí)，表示在OST上實(shí)施條塊的分割，以確保I/O能夠獲得最大化的操作并發(fā)性能；當(dāng)起始?jí)K數(shù)設(shè)置為-1時(shí)，表示不指定OST，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的均衡；而條塊大小寫(xiě)的大小通過(guò)會(huì)根據(jù)測(cè)試應(yīng)用的實(shí)際需求設(shè)置不同的值。

1 條塊大小測(cè)試

在Lustre文件系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，由于條塊的大小能夠影響到Lustre文件系統(tǒng)的讀寫(xiě)操作性能，所以在驗(yàn)證影響Lustre文件操作性能的實(shí)驗(yàn)時(shí)，也必須對(duì)條塊的大小對(duì)聚合帶寬的影響進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試。在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別測(cè)試了Lustre文件條塊由小逐漸增大過(guò)程中Lustre文件系統(tǒng)讀寫(xiě)的聚合帶寬的改變及讀寫(xiě)效率的差異，如表1所示為實(shí)際測(cè)試條塊大小對(duì)Lustre文件系統(tǒng)聚合帶寬影響的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試表格可知，當(dāng)條塊大小逐漸增大時(shí)，會(huì)使得Lustre文件系統(tǒng)的讀寫(xiě)聚合帶寬都降低，進(jìn)而影響Lustre文件系統(tǒng)的操作性能。為了更好的發(fā)揮出Lustre文件系統(tǒng)的整體性能，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)最好設(shè)置比較小的條塊，才能更好的增加系統(tǒng)的并發(fā)性，進(jìn)而增加系統(tǒng)的聚合帶寬，增加使用的性能。

由圖1可知，當(dāng)Lustre條塊大小逐漸增時(shí)，其聚合寬帶參數(shù)則逐漸出現(xiàn)下邊的趨勢(shì)，由此可以看出，為了更好的發(fā)揮出Lustre文件系統(tǒng)的整體性能，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)最好設(shè)置比較小的條塊，才能更好的增加系統(tǒng)的并發(fā)性，進(jìn)而增加系統(tǒng)的聚合帶寬，增加使用的性能。

2 條塊數(shù)差異測(cè)試

在Lustre文件系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，影響Lustre文件系統(tǒng)性能的自身設(shè)置除了條塊的大小，條件數(shù)的不同也能夠影響到Lustre文件系統(tǒng)的讀寫(xiě)操作性能，所以在驗(yàn)證影響Lustre文件操作性能的實(shí)驗(yàn)時(shí)，也必須對(duì)條塊數(shù)的不同對(duì)聚合帶寬的影響進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試以驗(yàn)證條塊數(shù)的不同對(duì)聚合帶寬的影響。在驗(yàn)證條塊數(shù)對(duì)Lustre文件系統(tǒng)性能影響實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別驗(yàn)證測(cè)試了Lustre文件條塊數(shù)小逐漸增多過(guò)程中Lustre文件系統(tǒng)讀寫(xiě)的聚合帶寬的改變以及讀寫(xiě)效率的差異，如表2所示為實(shí)際測(cè)試條塊數(shù)不同對(duì)Lustre文件系統(tǒng)聚合帶寬影響的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

由表2條塊數(shù)的不同對(duì)Lustre文件系統(tǒng)讀寫(xiě)聚合帶寬的影響可知，在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下，Lustre文件系統(tǒng)的文件條塊數(shù)的增加會(huì)使得其讀寫(xiě)聚合帶寬呈遞增的趨勢(shì)。為了能夠更好的反應(yīng)Lustre文件系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)文件條塊數(shù)的不同對(duì)文件讀寫(xiě)操作性能的影響，繪制了如圖2所示的讀寫(xiě)文件條塊數(shù)不同對(duì)Lustre文件系統(tǒng)性能測(cè)試影響結(jié)果。

由圖2可知，在Lustre文件系統(tǒng)條塊大小固定時(shí)，當(dāng)條塊數(shù)不斷增加時(shí)，其聚合帶寬也是逐漸趨于上升的態(tài)勢(shì)，由此可知，當(dāng)條塊數(shù)目設(shè)置為1時(shí)，Lustre文件系統(tǒng)無(wú)并發(fā)性，聚合帶寬也最低，但是當(dāng)條塊數(shù)逐漸增加時(shí)，Lustre系統(tǒng)并發(fā)性能以及聚合帶寬都在提升，所以只要合理設(shè)置條塊數(shù)的大小，會(huì)對(duì)Lustre文件系統(tǒng)性能帶來(lái)更有利的發(fā)展局面。

3 性能優(yōu)化策略

根據(jù)影響Lustre性能的因素及條件分析可知，影響Lustre文件讀寫(xiě)性能的原因是多方面的，然而卻有幾個(gè)比較重要的方面，如果能夠在這幾個(gè)方面進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)置，則會(huì)在一定程度上提升Lustre文件系統(tǒng)的文件操作讀寫(xiě)性能，如圖3所示為L(zhǎng)ustre文件系統(tǒng)性能優(yōu)化策略結(jié)構(gòu)圖。

根據(jù)圖4可以發(fā)現(xiàn)，Lustre自身設(shè)置包括條塊大小與條塊數(shù)的差異不同都會(huì)影響到Lustre文件系統(tǒng)的讀寫(xiě)操作性能。由條塊大小對(duì)Lustre文件系統(tǒng)性能影響可知，當(dāng)條塊數(shù)的字節(jié)數(shù)逐漸增大時(shí)，Lustre文件系統(tǒng)的文件讀取性能出現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，并且在條塊大小為64K字節(jié)時(shí)最高，當(dāng)條塊大小增加到128M時(shí)，其性能基本下降1倍；并且其數(shù)據(jù)文件的寫(xiě)入性能在條塊數(shù)的比較小的范圍內(nèi)，通過(guò)是小于4M字節(jié)大小范圍內(nèi)基本保持不變，然后當(dāng)條塊大小繼續(xù)增加時(shí)其性能也會(huì)繼續(xù)下降，主要體現(xiàn)在當(dāng)條塊大小增加到128M時(shí)，其性能直接下降3倍，所以在Lustre文件系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)設(shè)置比較小的條塊字節(jié)，比如64K字節(jié)就是一個(gè)比較好的值。由分析可知，影響Lustre文件系統(tǒng)性能的自身設(shè)置還是有條塊數(shù)的不同，根據(jù)條塊數(shù)差異對(duì)Lustre文件系統(tǒng)性能影響結(jié)果進(jìn)行分析，當(dāng)條塊數(shù)只有1個(gè)時(shí)，Lustre文件系統(tǒng)的讀寫(xiě)性能最低，當(dāng)條塊數(shù)增加到2個(gè)時(shí)，文件讀取與寫(xiě)入性能都將近提升了1倍，然而當(dāng)條塊數(shù)增加到2個(gè)時(shí)，Lustre文件系統(tǒng)的讀取性能則出現(xiàn)了下降，但是其數(shù)據(jù)寫(xiě)入性能還是在繼續(xù)提升，所以條塊數(shù)剛開(kāi)始增加時(shí)能夠同時(shí)提升Lustre文件系統(tǒng)的讀寫(xiě)性能，然而當(dāng)條塊數(shù)增加到一定數(shù)值時(shí)，其數(shù)據(jù)讀取性能則出現(xiàn)了下降，所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)一定要注意條塊數(shù)的設(shè)置才能夠提供一個(gè)更好的Lustre文件系統(tǒng)性能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，設(shè)置5個(gè)條塊數(shù)是一個(gè)比較好的選擇。

總之，通過(guò)Lustre性能測(cè)試研究結(jié)果可知，要想不斷的提升Lustre應(yīng)用系統(tǒng)的整體應(yīng)用性能，就需要不斷的在網(wǎng)絡(luò)傳輸、Lustre自身初始設(shè)置以及應(yīng)用端設(shè)置等幾個(gè)不同的層面多測(cè)試、多總結(jié)、多分析應(yīng)用，才能夠在具體的實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置更好的數(shù)據(jù)，達(dá)到提升Lustre系統(tǒng)性能的目的。

4 小結(jié)

本文從Lustre自身設(shè)置詳細(xì)分析了Lustre性能提升相關(guān)的影響因素，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析，提出了不同的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用條件下，Lustre文件系統(tǒng)的具體性能對(duì)比，進(jìn)而根據(jù)這些對(duì)比結(jié)果提出了改善與提升Lustre文件系統(tǒng)性能的策略與方法。

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