Proxmox VE 6.1 + Cephで速度計測:SSDx1

Proxmox VE 6.1 + Cephで速度計測 各ノードSSD1台の記録

最初に

今回はSSDのみで構成したパターンを計測していきます

計測環境

以前の記事にスペックや計測方法を掲載してますのでそちらをご覧ください

Proxmox VE 6.1 + Cephで速度計測:HDDx1 | fefcc.net
https://fefcc.net/archives/1040

今回のCeph構成

各ノードに登録しているOSDは
SSD SATA Crucial MX500 500GB(CT500MX500SSD1/JP)を1台

Pool01という名でCeph/RBD形式のプール作成
Pool01のPG値は128

OSDやプール情報

各ノードSSD1台のみで3ノード3OSD構成になります

OSD登録はディスクのみ設定です
SSDなのでDB/WALは指定せずにディスク内(OSD Disk)で利用します

3ノード全てOSD登録した様子がこちら
クラスがssdになっているのが確認できます

プールのpg_numは128

各SSD1台:計3OSDでの計測結果

Proxmox起動直後のメモリ使用状況

pve01は1.74GiB、pve01は1.71GiB、pve03は1.59GiB

CentOS7のVMから計測

[root@centos7-bench ~]# ./fio_cdm.sh /root
Testing in /root
Configuration: Size:1024m Loops:5 Write Only Zeroes:0
Running Benchmark,  please wait...


Results:

Sequential Read: 166MB/s IOPS=0
Sequential Write: 109MB/s IOPS=0

512KB Read: 208MB/s IOPS=416
512KB Write: 41MB/s IOPS=83

Sequential Q32T1 Read: 166MB/s IOPS=5
Sequential Q32T1 Write: 108MB/s IOPS=3

4KB Read: 4MB/s IOPS=1250
4KB Write: 1MB/s IOPS=357

4KB Q32T1 Read: 3MB/s IOPS=1000
4KB Q32T1 Write: 1MB/s IOPS=333

4KB Q8T8 Read: 32MB/s IOPS=8250
4KB Q8T8 Write: 8MB/s IOPS=2181


[root@centos7-bench ~]#

Windows10のVMから計測

------------------------------------------------------------------------------
CrystalDiskMark 7.0.0 x64 (C) 2007-2019 hiyohiyo
                                  Crystal Dew World: https://crystalmark.info/
------------------------------------------------------------------------------
* MB/s = 1,000,000 bytes/s [SATA/600 = 600,000,000 bytes/s]
* KB = 1000 bytes, KiB = 1024 bytes

[Read]
Sequential 1MiB (Q=  8, T= 1):   177.020 MB/s [    168.8 IOPS] < 46914.17 us>
Sequential 1MiB (Q=  1, T= 1):   147.665 MB/s [    140.8 IOPS] <  7094.34 us>
    Random 4KiB (Q= 32, T=16):   167.852 MB/s [  40979.5 IOPS] < 12454.53 us>
    Random 4KiB (Q=  1, T= 1):     7.044 MB/s [   1719.7 IOPS] <   580.64 us>

[Write]
Sequential 1MiB (Q=  8, T= 1):    84.737 MB/s [     80.8 IOPS] < 98051.34 us>
Sequential 1MiB (Q=  1, T= 1):    47.391 MB/s [     45.2 IOPS] < 22094.71 us>
    Random 4KiB (Q= 32, T=16):    47.960 MB/s [  11709.0 IOPS] < 43324.00 us>
    Random 4KiB (Q=  1, T= 1):     2.373 MB/s [    579.3 IOPS] <  1724.08 us>

[Mix] Read 70%/Write 30%
Sequential 1MiB (Q=  8, T= 1):   191.494 MB/s [    182.6 IOPS] < 43521.77 us>
Sequential 1MiB (Q=  1, T= 1):    90.192 MB/s [     86.0 IOPS] < 11569.74 us>
    Random 4KiB (Q= 32, T=16):   131.776 MB/s [  32171.9 IOPS] < 15736.57 us>
    Random 4KiB (Q=  1, T= 1):     4.251 MB/s [   1037.8 IOPS] <   962.23 us>

Profile: Default
   Test: 1 GiB (x5) [Interval: 5 sec] <DefaultAffinity=DISABLED>
   Date: 2020/02/13 8:14:53
     OS: Windows 10 Professional [10.0 Build 18363] (x64)

rados benchで計測

ブロックサイズ1M&16スレッドで60秒間書き込み
結果は104.131MB/s

root@pve01:~# rados bench -p Pool01 -t 16 -b 1M 60 write --no-cleanup
hints = 1
Maintaining 16 concurrent writes of 1048576 bytes to objects of size 1048576 for up to 60 seconds or 0 objects
Object prefix: benchmark_data_pve01_9299
  sec Cur ops   started  finished  avg MB/s  cur MB/s last lat(s)  avg lat(s)
    0       0         0         0         0         0           -           0
    1      16       113        97   96.9959        97    0.101623    0.153618
    2      16       220       204   101.994       107    0.146775    0.149036
    3      16       319       303   100.993        99     0.18342    0.153095
    4      16       420       404   100.992       101    0.163802    0.154625
    5      16       528       512   102.392       108    0.144278    0.153968
    6      16       622       606   100.992        94    0.146628    0.155528
    7      16       727       711   101.563       105    0.189087    0.155094
    8      16       837       821   102.616       110    0.138062     0.15451
    9      16       934       918   101.991        97    0.222539     0.15527
   10      16      1044      1028   102.791       110    0.175019    0.154583
   11      16      1148      1132     102.9       104   0.0980474    0.154559
   12      16      1253      1237   103.074       105    0.193466    0.154085
   13      16      1356      1340   103.068       103    0.196999    0.154252
   14      16      1463      1447   103.348       107    0.134215    0.153884
   15      16      1561      1545   102.991        98    0.159883    0.154241
   16      16      1662      1646   102.866       101    0.161245    0.154447
   17      16      1770      1754   103.167       108    0.113477    0.154364
   18      16      1876      1860   103.324       106    0.165983    0.153955
   19      16      1988      1972    103.78       112   0.0957413     0.15346
2020-02-13 08:19:33.196799 min lat: 0.0413498 max lat: 0.312155 avg lat: 0.152992
  sec Cur ops   started  finished  avg MB/s  cur MB/s last lat(s)  avg lat(s)
   20      16      2097      2081   104.041       109     0.16463    0.152992
   21      16      2205      2189   104.229       108    0.128714     0.15298
   22      16      2319      2303   104.673       114    0.123089     0.15251
   23      16      2421      2405   104.556       102    0.185228    0.152412
   24      16      2531      2515   104.782       110    0.118034    0.152364
   25      16      2627      2611   104.431        96    0.187671    0.152563
   26      16      2731      2715   104.414       104   0.0767467    0.152487
   27      16      2827      2811   104.102        96     0.20499    0.153296
   28      16      2928      2912   103.991       101    0.103055    0.153359
   29      16      3035      3019   104.094       107    0.146182    0.153142
   30      16      3138      3122   104.058       103    0.181228    0.153362
   31      16      3235      3219    103.83        97    0.166326    0.153772
   32      16      3327      3311    103.46        92    0.187884     0.15414
   33      16      3436      3420   103.627       109    0.170913    0.154091
   34      16      3545      3529   103.785       109     0.15661     0.15376
   35      16      3645      3629   103.677       100    0.194915    0.154003
   36      16      3751      3735   103.741       106    0.200039    0.153867
   37      16      3859      3843   103.856       108    0.103414      0.1537
   38      16      3958      3942   103.728        99    0.141074    0.153865
   39      16      4060      4044   103.683       102    0.166272    0.153955
2020-02-13 08:19:53.198583 min lat: 0.0401179 max lat: 0.354302 avg lat: 0.154059
  sec Cur ops   started  finished  avg MB/s  cur MB/s last lat(s)  avg lat(s)
   40      16      4163      4147   103.666       103    0.136394    0.154059
   41      16      4269      4253   103.722       106    0.159946    0.153938
   42      16      4374      4358   103.753       105    0.202911    0.153885
   43      16      4480      4464   103.805       106    0.162961    0.153863
   44      16      4584      4568   103.809       104    0.112182     0.15385
   45      16      4688      4672   103.813       104    0.126135    0.153878
   46      16      4789      4773   103.752       101    0.171424     0.15385
   47      16      4892      4876   103.735       103    0.167658    0.153972
   48      16      4997      4981   103.762       105    0.136829    0.154016
   49      16      5089      5073   103.521        92    0.230527    0.154199
   50      16      5200      5184   103.671       111    0.175394    0.154141
   51      16      5296      5280    103.52        96    0.245941    0.154218
   52      16      5406      5390   103.645       110    0.210188    0.154089
   53      16      5511      5495    103.67       105     0.12645    0.154066
   54      16      5628      5612   103.917       117    0.133548    0.153772
   55      16      5736      5720   103.991       108    0.151489    0.153629
   56      16      5842      5826   104.026       106    0.228813    0.153532
   57      16      5945      5929   104.008       103     0.14261    0.153591
   58      16      6046      6030   103.956       101    0.188947    0.153702
   59      16      6147      6131   103.906       101    0.184282    0.153654
2020-02-13 08:20:13.200426 min lat: 0.0401179 max lat: 0.354302 avg lat: 0.153646
  sec Cur ops   started  finished  avg MB/s  cur MB/s last lat(s)  avg lat(s)
   60      16      6256      6240   103.991       109    0.182513    0.153646
Total time run:         60.0876
Total writes made:      6257
Write size:             1048576
Object size:            1048576
Bandwidth (MB/sec):     104.131
Stddev Bandwidth:       5.2947
Max bandwidth (MB/sec): 117
Min bandwidth (MB/sec): 92
Average IOPS:           104
Stddev IOPS:            5.2947
Max IOPS:               117
Min IOPS:               92
Average Latency(s):     0.153629
Stddev Latency(s):      0.0435504
Max latency(s):         0.354302
Min latency(s):         0.03994
root@pve01:~#

先ほど書き込んだデータを16スレッドでシーケンシャル読み込み
結果は173.472MB/s

root@pve01:~# rados bench -p Pool01 -t 16 60 seq
hints = 1
  sec Cur ops   started  finished  avg MB/s  cur MB/s last lat(s)  avg lat(s)
    0       0         0         0         0         0           -           0
    1      16       195       179   178.973       179    0.142258   0.0836326
    2      16       367       351   175.478       172   0.0626151   0.0871466
    3      16       530       514   171.315       163    0.100195   0.0907407
    4      16       716       700   174.981       186    0.226395   0.0895295
    5      16       909       893   178.582       193  0.00311578   0.0876636
    6      16      1091      1075   179.149       182    0.050167   0.0876747
    7      16      1273      1257   179.554       182  0.00318335   0.0878851
    8      16      1447      1431   178.858       174   0.0716306   0.0883545
    9      16      1628      1612   179.095       181    0.245536   0.0883356
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Total reads made:     6257
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Object size:          1048576
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Min latency(s):       0.00280234
root@pve01:~#

ブロックサイズ4K&16スレッドで60秒間書き込み
結果は19.1632MB/s 4905IOPS

root@pve01:~# rados bench -p Pool01 -t 16 -b 4K 60 write --no-cleanup
hints = 1
Maintaining 16 concurrent writes of 4096 bytes to objects of size 4096 for up to 60 seconds or 0 objects
Object prefix: benchmark_data_pve01_9891
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   44      16    223142    223126   19.8074   20.3164  0.00301591   0.0031551
   45      16    228136    228120   19.8007   19.5078  0.00259068  0.00315618
   46      16    230175    230159   19.5433   7.96484  0.00367894  0.00319595
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Object size:            4096
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Average Latency(s):     0.00326127
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Min latency(s):         0.00137815
root@pve01:~#

クリーンアップ

root@pve01:~# rados -p Pool01 cleanup
Removed 294357 objects
root@pve01:~#

rbd benchで計測

プール内に20GBでイメージを作成

root@pve01:~# rbd create --size=20G --pool=Pool01 Test01
root@pve01:~#

ブロックサイズ1M&16スレッドで1024MBをシーケンシャル書き込み&読み込みを計測
結果はWrite:13秒 約82MB/s・Read:6秒 約175MB/s

root@pve01:~# rbd bench Test01 --io-type write --io-size 1M --io-threads 16 --io-total 1024M --io-pattern seq --pool=Pool01
bench  type write io_size 1048576 io_threads 16 bytes 1073741824 pattern sequential
  SEC       OPS   OPS/SEC   BYTES/SEC
    1        96    143.59  150562391.67
    2       176    105.26  110374685.80
    3       256     98.41  103186754.29
    4       336     92.83  97334638.99
    5       416     89.33  93667848.18
    6       496     78.74  82563742.27
    7       576     79.18  83021340.63
    8       640     76.74  80465000.40
    9       736     77.04  80782707.41
   10       800     77.48  81244323.22
   11       864     75.41  79071703.87
   12       944     74.49  78111319.17
elapsed:    13  ops:     1024  ops/sec:    78.45  bytes/sec: 82265167.81
root@pve01:~# rbd bench Test01 --io-type read --io-size 1M --io-threads 16 --io-total 1024M --io-pattern seq --pool=Pool01
bench  type read io_size 1048576 io_threads 16 bytes 1073741824 pattern sequential
  SEC       OPS   OPS/SEC   BYTES/SEC
    1       192    202.33  212159925.35
    2       336    181.07  189862649.69
    3       480    168.25  176419803.07
    4       672    171.48  179812819.34
    5       848    172.94  181336174.82
elapsed:     6  ops:     1024  ops/sec:   166.77  bytes/sec: 174873790.62
root@pve01:~#

ブロックサイズ4K&16スレッドで512MBをランダム書き込み&読み込みを計測
結果はWrite:16秒 約32.3MB/s・Read:3秒 約142MB/s

root@pve01:~# rbd bench Test01 --io-type write --io-size 4K --io-threads 16 --io-total 512M --io-pattern rand --pool=Pool01
bench  type write io_size 4096 io_threads 16 bytes 536870912 pattern random
  SEC       OPS   OPS/SEC   BYTES/SEC
    1      6176   6118.48  25061304.74
    2      7232   3616.71  14814046.73
    3      8560   2862.44  11724550.65
    4     10064   2519.96  10321760.68
    5     12128   2430.71  9956176.21
    6     15136   1794.84  7351681.44
    7     20080   2573.68  10541786.10
    8     26112   3510.35  14378376.65
    9     35136   5018.34  20555109.80
   10     46688   6911.89  28311115.57
   11     59104   8779.42  35960493.70
   12     71488  10281.44  42112784.71
   13     85232  11683.61  47856084.92
   14     98480  12638.27  51766366.34
   15    112592  13170.06  53944569.85
   16    128400  13892.33  56902976.46
elapsed:    16  ops:   131072  ops/sec:  7897.68  bytes/sec: 32348917.66
root@pve01:~# rbd bench Test01 --io-type read --io-size 4K --io-threads 16 --io-total 512M --io-pattern rand --pool=Pool01
bench  type read io_size 4096 io_threads 16 bytes 536870912 pattern random
  SEC       OPS   OPS/SEC   BYTES/SEC
    1     35168  35324.76  144690219.51
    2     70016  35085.64  143710762.85
    3    102960  34370.64  140782123.63
elapsed:     3  ops:   131072  ops/sec: 34748.14  bytes/sec: 142328392.96
root@pve01:~#

計測後のメモリ使用状況

ピーク値で4.6GiB

VM-OSインストール所要時間

前記事のおまけ項で紹介したCentOSとWin10のインストール所要時間を
今回も計測してみました

計測部分は以前と同じ自動処理されるプロセスです

結果はCentOS7が3分40秒、Windows10が7分13秒

まとめ

今回の計測環境において最速パターンとなるSSDのみの構成でした

シーケンシャルの読み書きについてはGbEの限界値でしょうから
HDD構成とそこまで変わらないはずでしたが
VM内Win10からの計測結果では大きくシーケンシャル書き込みが伸びました

そしてランダムアクセスにおいてはかなり快適で
一般向けのSATA SSDを使っているとはいえHDDとは比較になりません
これはSSD本体の実速度も当然ですがSSD特有の低レイテンシのおかげでもあります

シーケンシャル書き込みベンチマーク最中のレイテンシが5ms

比較用に全てHDD ST1000DM010 1TB 7200rpmでベンチマーク中のレイテンシが150ms

最後に

サーバ向けストレージ&10GbEが当たり前の世界なCephを使って
一般向けパーツ&GbE環境だとどの程度のパフォーマンスになるのか?を
検証する為に始まったProxmox VE 6.1 + Cephの速度計測は以上になります

全体的な印象としては
CPUもPentium G4620だったpve03でもボトルネックになることなく動いてくれましたし
CPU使用率でも10%を超えることはなかったのでVMもある程度は動かせられる感じでした
メモリは他のプロセス込でシステム用に10GBぐらい確保して
それ以外をVMに割り当てれば今回の環境であれば問題ないような雰囲気です
パフォーマンスについては実際試すまでは特にHDD構成においてもっとひどい結果だと
思っていたのでBlueStore導入などでCephが進化しているのを実感できました

個人的な環境でいうとVMデータが既に実データで10TB以上あるので
オールSSDにするにはまだ難しい状態なのですが
SSD1TBぐらいまでなら安いですしSSD4枚×3ノードで12OSD・4TB構成ぐらいだと
CoW分を考慮しても実データで2.5TBぐらいまで許容できるので
容量を必要としないけど単一障害点を回避したいVM群にはいいかもしれません

SSDであればDB/WALを別デバイスに設定する必要もないのでOSD交換も楽ですし
RAID同様に計画的な事前交換でTBW管理さえ気を付ければ問題ないと思います
(3ノード構成はRAID同様に全ディスクの書き込み量がほぼ同量になります)

こんなシステムが無料で利用できるなんて素晴らしい以外に言葉がありません

コメント

  1. kota より:

    お疲れ様でした。
    やはり予想どおり稼働環境のスケールにはCephの事をある程度理解した上で、、って感じですね。大変参考になりました。