vdbench的使用教程——裸盘测试和文件系统测试

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

一、vdbench简介

    vdbench是一个 I/O 工作负载生成器，用于验证数据完整性和度量直接附加和网络连接的存储的性能。它是一个免费的工具，容易使用，而且常常用于测试和基准测试。

可以使用vdbench测试磁盘和文件系统的读写性能。

vdbench中常用的一些名词解释：

• HD    主机定义
• SD    存储定义 
• WD   工作负载定义
• RD    运行定义
• FSD   文件系统存储定义
• FWD  文件工作负载定义

二、vdbench的安装和配置

1、linux下配置vdbench
（1）下载Vdbench

下载地址：http://www.oracle.com/technetwork/cn/server-storage/vdbench-downloads-1901681-zhs.html ，下载之后解压；

（2）然后安装java（vdbench的运行依赖于java）

apt-get update
apt-get install java
java -version

（3）安装csh或者将csh从别的安装好了的系统拷贝到/bin目录下，vdbench在linux上的运行需要csh来支撑。

         CSH，是一种计算机中的linux、unix命令，用来调用 C shell。

         C shell 是一个交互式命令解释器和一种命令编程语言，采用的语法类似于 C 编程语言。shell 是交互式地从终端键盘或者是从一个文件来执行命令的。这个 csh 命令调用了 C shell。当调用 csh 命令时就会执行，这是通过查找根目录和执行命令从 .cshrc 文件（用来存储用户化的用户信息）中，执行的条件是命令存在。如果 csh 命令作为一个登录 shell 运行，就会从 .cshrc 和 .login 文件中执行命令。

安装：apt-get install csh
查看：ls /bin/ |grep csh

（4）进入vdbench相应目录下./vdbench -t 来测试一下vdbench的可用性，如果正常，会在目录下自动生成一个output目录。

root@node1:/home/vdbench/vdbench50406# ./vdbench -t

显示如下信息：

Copyright (c) 2000, 2016, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
Vdbench distribution: vdbench50406 Wed July 20 15:49:52 MDT 2016
For documentation, see 'vdbench.pdf'.

00:06:57.521 input argument scanned: '-f/tmp/parmfile'
00:06:57.572 Starting slave: /home/vdbench/vdbench50406/vdbench SlaveJvm -m localhost -n localhost-10-180813-00.06.57.396 -l localhost-0 -p 5570   
00:06:58.012 All slaves are now connected
00:06:59.001 Starting RD=rd1; I/O rate: 100; elapsed=5; For loops: None

Aug 13, 2018  interval        i/o   MB/sec   bytes   read     resp     read    write     resp     resp queue  cpu%  cpu%
                             rate  1024**2     i/o    pct     time     resp     resp      max   stddev depth sys+u   sys
00:07:00.046         1      49.00     0.05    1024  46.94    2.487    1.616    3.257   45.206    9.831   0.5  15.4   4.4
00:07:01.043         2     112.00     0.11    1024  52.68    3.808    2.381    5.397  103.290   17.076   0.1   4.6   0.5
00:07:02.044         3      92.00     0.09    1024  51.09   11.979    3.486   20.849  172.867   40.460   1.1   1.0   0.5
00:07:03.043         4      98.00     0.10    1024  53.06    1.574    1.413    1.757   43.221    7.044   0.2   3.0   0.0
00:07:04.053         5     106.00     0.10    1024  55.66    1.795    1.340    2.367   51.104    8.163   0.2   2.5   0.0
00:07:04.077   avg_2-5      91.40     0.09    1024  52.52    4.366    2.059    6.917  172.867   21.192   0.4   6.9   1.6
00:07:05.275 Vdbench execution completed successfully. Output directory: /home/vdbench/vdbench50406/output 

如果报错，则需修改vdbench的权限：

root@node03:/home/vdbench/vdbench50406# chmod 777 vdbench

2、Windows下配置vdbench；
（1）解压vdbench包（vdbench的linux版本的包和windows是同一个），解压之后，下载32位的java，安装java，配置windows上java的环境变量；（注意：目前vdbench在windows支持32位的java）
（2）打开dos窗口，切换到vdbench目录，执行命令 vdbench -t来测试vdbench的可用性

三、vdbench的使用

vdbench的使用按照我的理解，就是先编写一个脚本，然后在vdbench的安装目录下直接运行就好了。

1、脚本的编写

这部分可以参考解压后的examples文件夹下的脚本，比如create_files；也可以参考output目录下的parmfile.html

root@node1:/home/vdbench/vdbench50406/examples/filesys# cat create_files 

*
略过
*

fsd=fsd1,anchor=/dir,depth=1,width=1,files=10000,size=8k

fwd=fwd1,fsd=fsd1,operation=read,threads=16

rd=rd1,fwd=fwd*,fwdrate=100,format=yes,elapsed=5,interval=1

注：（1）anchor=/dir 这个需要把路径换成你ceph挂载的路径，我的是anchor=/home/baymax/cephfs 

2、vdbench文件系统测试

      对于一个文件系统，配置以下参数：

（1）HD：主机定义。与虚拟块设备相同。

（2）FSD：文件系统定义

• fsd= 标识文件系统定义的名称

• anchor= 将在其中创建目录结构的目录

• width= 要在定位符下创建的目录数

• depth= 要在定位符下创建的级别数

• files= 要在最低级别创建的文件数

• sizes= (size,size,…) 将创建的文件大小

• distribution= bottom（如果希望仅在最低级别创建文件）和 all（如果希望在所有目录中创建文件）

• openflags= 用于打开一个文件系统 (Solaris) 的 flag_list

（3）FWD：文件系统工作负载定义

• fwd= 标识文件系统工作负载定义的名称。

• fsd= 要使用的文件系统定义的 ID。

• host= 要用于此工作负载的主机的 ID。

• fileio= random 或 sequential，表示文件 I/O 将执行的方式。

• fileselect= random 或 sequential，标识选择文件或目录的方式。

• xfersizes= 数据传输（读取和写入操作）处理的数据大小。

• operation= mkdir、rmdir、create、delete、open、close、read、write、getattr 和 setattr。选择要执行的单个文件操作。

• rdpct= （仅）读取和写入操作的百分比。

• threads= 此工作负载的并发线程数量。每个线程需要至少 1 个文件。

（4）RD：运行定义

• fwd= 要使用的文件系统工作负载定义的 ID。

• fwdrate= 每秒执行的文件系统操作数量。

• format= yes / no / only / restart / clean / directories。在开始运行之前要执行的操作。

• operations= 覆盖 fwd 操作。选项相同。

vdbench文件系统测试Example：
fsd=fsd1,anchor=/mnt/cephfs02,depth=3,width=10,files=20,size(512,50,4k,50),openflags=o-direct
fwd=fwd1,fsd=fsd1,operation=write,xfersize=(4k,15,8k,35,1M,50),fileio=random,fileselect=random,threads=32
rd=rd1,fwd=fwd1,fwdrate=max,format=yes,elapsed=20,interval=1

3、运行脚本

root@node1:/home/vdbench/vdbench50406# ./vdbench -f examples/filesys/create_files -jn

   其中-jn是为了做数据校验，目前还不太懂。

4、输出结果

    会回写输出一大堆东西，如果没有出现错误，最后会出现：

 Vdbench execution completed successfully. Output directory: /home/vdbench/vdbench50406/output

每次运行后，vdbench 会创建一个包含以下文件的output文件夹：

（1）errorlog.html——当为测试启用了数据验证（-jn）时，它可包含一些数据块中的错误的相关信息：

• 无效的密钥读取

• 无效的 lba 读取（一个扇区的逻辑字节地址）

• 无效的 SD 或 FSD 名称读取

• 数据损坏，即使在使用错误的 lba 或密钥时

• 数据损坏

• 坏扇区

（2）flatfile.html——包含 vdbench 生成的一种逐列的 ASCII 格式的信息。

（3）histogram.html——一种包含报告柱状图的响应时间、文本格式的文件。

（4）logfile.html——包含 Java 代码写入控制台窗口的每行信息的副本。logfile.html 主要用于调试用途

（5）parmfile.html——显示已包含用于测试的每项内容的最终结果

（6）resourceN-M.html、resourceN.html、resourceN.var_adm_msgs.html

         摘要报告、stdout/stderr 报告、主机 N 的摘要报告

最后 “nn” 行文件 /var/adm/messages 和 /var/adm/messages。每个 M 个 JVM/Slave 的目标主机 N 和主机 N 上为 0。

（7）sdN.histogram.html、sdN.html——每个 N 存储定义的柱状图和存储定义 “N” 报告。

（8）summary.html——主要报告文件，显示为在每个报告间隔的每次运行生成的总工作负载，以及除第一个间隔外的所有间隔的加权平均值。

• interval：报告间隔序号

• I/O rate：每秒观察到的平均 I/O 速率

• MB sec：传输的数据的平均 MB 数

• bytes I/O：平均数据传输大小

• read pct：平均读取百分比

• resp time：以读/写请求持续时间度量的平均响应时间。所有 vdbench 时间都以毫秒为单位。

• resp max：在此间隔中观察到的最大响应时间。最后一行包含最大值总数。

• resp stddev：响应时间的标准偏差

• cpu% sys+usr：处理器繁忙 = 100（系统 + 用户时间）（Solaris、Windows、Linux）

• cpu% sys：处理器利用率：系统时间

（9）swat_mon.txt，swat_mon_total.txt

• vdbench 与 Sun StorageTekTM Workload Analysis Tool (Swat) Trace Facility (STF) 相结合，支持重放使用 Swat 创建的一个轨迹的 I/O 工作负载。

• Swat 使用 Create Replay File 选项创建和处理的轨迹文件会创建文件 flatfile.bin（flatfile.bin.gz 用于 vdbench403 和更高版本），其中包含 Swat 所识别的每个 I/O 操作的一条记录。

这些文件包含一个格式化的报告，可将该报告导入 Swat Performance Monitor (SPM) 中来创建性能图表。 

四、vdbench裸盘测试

1、对于一个块设备，配置以下参数：

（1）HD：主机定义
•    如果您希望展示当前主机，则设置 hd= localhost。如果希望指定一个远程主机，hd= label。
•    system= IP 地址或网络名称。

Example：
     hd=localhost,shell=ssh,vdbench=/home/vdbench/vdbench50406,user=root
     hd=hd1,system=10.147.0.15
     hd=hd2,system=10.147.37.173

注意：vdbench=dir ，这里的目录是指所有主机上的目录，这就表示，所有主机上的vdbench目录都要一样，且对应的配置要放在vdbench下面；

（2）SD：存储定义
•    sd= 标识存储的名称。
•    host= 存储所在的主机的 ID。
•    lun= 原始磁盘、磁带或文件系统的名称。vdbench 也可为您创建一个磁盘。
•    threads= 对 SD 的最大并发 I/O 请求数量。默认为 8。
•    hitarea= 调整读取命中百分比的大小。默认为 1m。
•    openflags= 用于打开一个 lun 或一个文件的 flag_list，为了贴近真实场景，一般在这里选择o_direct，绕过缓存机制，直接写盘。

Example：
      sd=default,threads=32,openflags=o_direct,size=340G
      sd=sd1,hd=hd1,lun=/dev/sdb
      sd=sd2,hd=hd1,lun=/dev/sdc
      sd=sd3,hd=hd1,lun=/dev/sdd
      sd=sd4,hd=hd1,lun=/dev/sde
      sd=sd5,hd=hd1,lun=/dev/sdf
      sd=sd6,hd=hd1,lun=/dev/sdg
      sd=sd7,hd=hd1,lun=/dev/sdh
      sd=sd8,hd=hd1,lun=/dev/sdi
      sd=sd1,hd=hd2,lun=/dev/sdb
      sd=sd2,hd=hd2,lun=/dev/sdc
      sd=sd3,hd=hd2,lun=/dev/sdd
      sd=sd4,hd=hd2,lun=/dev/sde
      sd=sd5,hd=hd2,lun=/dev/sdf
      sd=sd6,hd=hd2,lun=/dev/sdg
      sd=sd7,hd=hd2,lun=/dev/sdh
      sd=sd8,hd=hd2,lun=/dev/sdi
      此配置区分了主机1和主机2，第一行是针对以下所有sd的通用配置；

（3）WD：工作负载定义
•    wd= 标识工作负载的名称。
•    sd= 要使用的存储定义的 ID。
•    host= 要运行此工作负载的主机的 ID。默认设置为 localhost。
•    rdpct= 读取请求占请求总数的百分比。
•    rhpct= 读取命中百分比。默认设置为 0。
•    whpct= 写入命中百分比。默认设置为 0。
•    xfersize= 要传输的数据大小。默认设置为 4k。
•    seekpct= 随机寻道的百分比。可为随机值。
•    openflags= 用于打开一个 lun 或一个文件的 flag_list。
•    iorate= 此工作负载的固定 I/O 速率。

Example:
wd=wd1,sd=sd*,xfersize=4k,rdpct=0,seekpct=100
此配置，配置了块的大小，读的比例和随机比例；

（4）RD：运行定义
•    rd= 标识运行的名称。
•    wd= 用于此运行的工作负载的 ID。
•    iorate= (#,#,…) 一个或多个 I/O 速率。（这里可以控制运行的iops，如果不控制就设置成max）
•    elapsed= time：以秒为单位的运行持续时间。默认设置为30。(设置长时间的运行，可能会使得数据更加稳定)
•    warmup= time：加热期，最终会被忽略。
•    distribution= I/O 请求的分布：指数、统一或确定性。
•    pause= 在下一次运行之前休眠的时间，以秒为单位。
•    openflags= 用于打开一个 lun 或一个文件的 flag_list。

Example:
rd=run1,wd=wd1,iorate=max,el=100000,in=1,warmup=600
此配置，配置了iorate（iops），运行时间，数据打印频率

vdbench裸盘测试examples:
hd=localhost,shell=ssh,vdbench=/home/vdbench/vdbench50406,user=root
hd=hd1,system=200.200.213.30
sd=default,threads=16,openflags=o_direct,size=30G
sd=sd1,hd=hd1,lun=/dev/sdb
sd=sd2,hd=hd1,lun=/dev/sdc
sd=sd3,hd=hd1,lun=/dev/sdb
sd=sd4,hd=hd1,lun=/dev/sdc
sd=sd5,hd=hd1,lun=/dev/sdb
sd=sd6,hd=hd1,lun=/dev/sdc
sd=sd7,hd=hd1,lun=/dev/sdb
sd=sd8,hd=hd1,lun=/dev/sdc
wd=wd1,sd=sd*,xfersize=4k,rdpct=0,seekpct=100
rd=run1,wd=wd1,iorate=max,el=100000,in=1,warmup=600

输出结果（部分）：

Aug 13, 2018  interval        i/o   MB/sec   bytes   read     resp     read    write     resp     resp queue  cpu%  cpu%
                             rate  1024**2     i/o    pct     time     resp     resp      max   stddev depth sys+u   sys
07:37:56.397         1      85.00     0.33    4096   0.00 2968.303    0.000 2968.303 6136.625 1844.150 308.5  83.4  23.9
07:37:56.459         2      83.00     0.32    4096   0.00 3184.730    0.000 3184.730 7861.568 1795.753 348.0  95.5  68.2
07:37:56.478         3      23.00     0.09    4096   0.00 3441.907    0.000 3441.907 5995.742 1011.997  61.2  71.4  42.9
07:37:56.493         4       0.00     0.00       0   0.00    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000   0.7   NaN   NaN
07:37:56.647         5       0.00     0.00       0   0.00    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000   0.8  83.3  33.3
07:38:01.132         6       0.00     0.00       0   0.00    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000  40.8  85.7  33.3
07:38:01.162         7      44.00     0.17    4096   0.00 4070.731    0.000 4070.731 10818.509 2883.771 226.7  66.7  66.7
07:38:01.181         8       0.00     0.00       0   0.00    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000   1.4  88.9  11.1
07:38:01.201         9      26.00     0.10    4096   0.00 4508.067    0.000 4508.067 15048.031 2778.336  27.7  91.7  55.6
07:38:01.630        10       8.00     0.03    4096   0.00 1806.932    0.000 1806.932 4328.737 1174.638  48.3  90.0  86.7
07:38:01.760 Detailed reporting is running behind; reporting of intervals 11-27 has been skipped.
07:38:54.054        28       0.00     0.00       0   0.00    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000  15.9   NaN   NaN
07:39:01.272        29      17.00     0.07    4096   0.00 4937.274    0.000 4937.274 7454.897 1474.074  39.4   NaN   NaN
07:39:03.858 Detailed reporting is running behind; reporting of intervals 30-42 has been skipped.
07:39:59.480        89      84.00     0.33    4096   0.00 7764.630    0.000 7764.630 14029.705 2984.238 654.5  75.9  48.1
07:39:59.561        90       0.00     0.00       0   0.00    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000   0.6   NaN   NaN