20 天持续压测，告诉你云存储性能哪家更强？

上个月，笔者对国内两大云厂商（阿里云和腾讯云）的云服务器、云数据库和云存储三种产品做了性能评测，算是对两家的部分计算和存储产品（数据库也可视作一种存储形式）做了简要对比。虽然评测文章在 V2EX 等社区的反馈还不错，但确实还存在不少缺失。除了不好评测的售后服务等指标外，还缺少了对其他使用更为普遍的云存储产品。

因此，笔者近期抽空完善《云计算产品性能测试指南》，新加入了对两种云存储产品（云盘）的性能和价格对比。本次测试总计耗时 20 多天，测试的强度和时间都非常充分，本文将记录此次测试的过程和对比结果。

哪两种云盘？

云存储类别下，目前两大云产商提供了以下产品：

块存储（阿里云、腾讯云）
文件存储（阿里云）
对象存储（阿里云、腾讯云）
内容分发网络（阿里云、腾讯云）
表格存储（阿里云）
归档存储（阿里云）

可以看出，阿里云的云存储产品类别更为丰富，云计算先行者的优势突出。

在上述六种产品中，笔者上次已经对比过对象存储。内容分发网络（CDN）测试起来花的时间又特别长，进行有意义的比较需要的数据特别大，而且目前没找到自动化的工具，因此这次不考虑测试 CDN（欢迎推荐可以自动化测试 CDN 性能的工具）。

那么剩下的两家均提供的产品，就是块存储（Block Storage）了。块存储，简单来说就是提供了块设备存储的接口，一个硬盘就是一个块设备。在云产商提供的产品中，所谓的普通云盘、高效云盘、SSD 云盘，都是块存储设备。

如果你对存储类型不太熟悉，建议阅读以下文章：
从OpenStack的角度看块存储的世界
三种存储类型比较-文件、块、对象存储
知乎话题：块存储、文件存储、对象存储这三者的本质差别是什么？

上一篇评测文章中，其实也对普通云盘的性能进行了对比，但包含在云服务器性能测试中。对于选择普通云盘做对比，有的读者也提出了异议。

确实，企业用户一般不会用服务器的本地存储保持核心数据，因为本地磁盘的数据迁移困难，而自建 raid5 磁盘阵列的数据持久性页不高，因此大多采用 SSD 云盘或高效云盘等分布式存储成为主流选择。一线云厂商比拼的也主要是分布式块存储，如 AWS 的 EBS 就是一种分布式块存储设备。

为了较为完整地比较两大厂商的块存储产品，笔者近期对两家的高效云盘和 SSD 云盘进行了压测，算是对上一篇的补充。期间犯了不少错，多花了不少冤枉钱，不过总算最终得出了比较可信、直观的数据。

厂商预期的性能

在介绍测试详情之前，先来看一看厂商对自家产品的描述。

在各自的产品介绍页面（腾讯云、阿里云），均给出了详细的性能指标及具体的计算公式。

阿里云：
- 高效云盘
  - IOPS：min(1000 + 6 * 容量, 3000)
  - 吞吐量：min(50 + size * 0.1, 80)
  - 访问时延：1-3ms
- SSD 云盘
  - IOPS：min(30 * 容量, 20000)
  - 吞吐量：min(50 + size * 0.5, 256)
  - 访问时延：1-3ms
腾讯云：
- 高效云盘
  - IOPS：min(1500 + 容量 * 8, 4500)
  - 吞吐量：min(75 + size * 0.147, 130)
  - 访问时延：< 3ms
- SSD 云盘
  - IOPS：min(容量 * 24, 2400)
  - 吞吐量：min(150 + (容量 - 250) * 0.147, 260)
  - 访问时延：< 3ms

其中：

IOPS：每秒读写(I/O)操作的次数，数值越高越好。
吞吐量：一般用MBPS，每秒传输的MB字节数来衡量，下文用英文 Throughput 替代。
访问时延：访问时延，完成一个 I/O 请求所需的时间，下文用英文 Latency 替代。

上述三项指标中，两家只给出了 Latency 的数值范围。不过，这个可以说是最重要的性能指标。其他指标不变的情况下，Latency 为 1ms 的性能是 3ms 的 3 倍。

另外，从给出的计算公式中，无法直观地比较 IOPS、TP。因此，笔者用绘制了云盘性能与容量（volume）的关系图。

上图中，红色虚线为腾讯云云盘，蓝色实线为阿里云云盘。

由于腾讯云的云盘最大容量为 4000GB，而阿里云为 32678GB，但是为了方便查看，只绘制出了容量在 [0, 4000] 范围内的性能数据。另外，在图中以 Hybrid 代称高效云盘，下文同。

从上图来看：

腾讯云高效云盘的预期性能遥遥领先于阿里云，尤其是最低吞吐量都比阿里云的峰值要高；
但是在 SSD 云盘方面，阿里云的预期性能优势比较大，只有在容量 1TB 以上时才低于对手。

不过，以上只是厂商预期的性能数据，不代表产品的真实性能就是如此。产品实际表现如何，与预期性能差距有多大，还需要我们亲自测试、使用才可得知。

测试准备工作

在开始测试之前，笔者在两家产商分别购买了测试服务器及云盘。

测试所使用的虚拟机配置为：

CPU：4核 Intel Xeon
内存：4GB DDR3
操作系统：Ubuntu 14.04 64位。

选取的测试云盘如下：

高效云盘：50GB、400GB
SSD 云盘：250GB、500GB

测试阿里云的 500GB SSD 云盘时碰到了两个大杯具，首先是余额不足导致测试程序中断，一切重来。。第二个杯具和 SSD 云盘的性能有关，具体下文中会提到。。。

下文中，笔者不会具体介绍测试步骤，只说明执行了哪些测试及测试结果，具体步骤请看此前在 Github 上分享的项目：CloudTesting/test_cbs。

执行哪些测试

一般来说，块存储性能主要看 IOPS、Throughput 和 Latency三个指标，厂商也大多提供这三个指标的峰值作为购买参考。

上一篇评测中，笔者就是使用 fio 对普通云盘进行测试，对比了三个指标的差异。不过现在回过头来看，测试的压力还不够大，使用的块大小、队列深度还不够全，虽然最终结果差异或许并不会太大。

因此，这次针对高效云盘（HDD+SSD）和 SSD 云盘的测试，笔者将根据 SNIA 发布的企业级SSD评测规范（Solid State Storage Performance Test Specification Enterprise v1.1）进行，以下简称该规范为 PTS 。

SNIA 是存储网络行业协会(Storage Networking Industry Association，SNIA)的简称，这是一个由厂商和大学成立的行业组织，致力于开发和推广存储系统标准。

除了 IOPS、Throughput 和 Latency 三项基础测试外，PTS 还包含了以下五种测试：

Write Saturation (WSAT)：持续应用工作负载，测试性能随着时间如何变化。
Demand Intensity Response Time Histograms (DIRTH)
Cross Stimulus Recovery (XSR)
Host Idle Recovery (HIR)：测试宿主机闲置时间对性能恢复的影响。
Enterprise Composite Workload (ECW)

SNIA 官方有提供测试服务，但是收费，而且也不适用于云存储设备。

因此，笔者选择了一家云计算公司根据 PTS 规范实现的自动化测试库（代码地址：cloudharmony/block-storage），其中包含了 IOPS、TP、Latency、WSAT 和 HIR 五类测试，其他的没有实现。

SSD 云盘的测试中没有 WSAT 和 HIR 两项，具体原因后面会提到。

注意，PTS 测试中所有 fio 命令的队列深度均为 64。具体测试细节请看官方提供的 PDF 文件。

PTS 测试耗时长

根据 PTS 规范，每项 SSD 性能测试需要经过1、净化、2、准备工作负载、3、进入稳态、4、测试等四个环节，因此整个测试过程用时非常长，而且云盘容量越大，耗时越长。笔者在测试时，平均每块云盘大概花了 2 天的时间。由于各种原因，这次至少买了 10 块云盘做测试，因此也就有了标题中“ 20 天持续压测”的说法。**

以腾讯云 500G SSD 云盘的测试时间为例说明：

此次测试采用的是第三方提供的自动化测试库，整个步骤都是可重复的，对测试数据有疑问的同学可自行验证。在这里说明下测试所需时间，是为了提示大家启动测试程序后该干嘛就干嘛，同时保证账户中有充足的余额（尤其是后者）。

在介绍测试结果之前，说明一下对两家厂商测试过程的差异（云盘均为直接格式化，未分区）。

腾讯云由于不支持单独购买按量付费的服务器，因此开了 4 台 VM，每台配一种测试云盘。
阿里云支持单独按量购买云盘，因此只开了 2 台 VM，每台挂载 2 块云盘，测试时针对每个云盘单独启动一个测试程序。

性能测试数据

经过漫长的时间，上周末终于完成了对 6 块云盘的 IOPS、TP、Latency、WSAT、HIR 五项测试。

测试数据大约 190MB，下载地址为：https://pan.baidu.com/s/1i5BJZCD，提取码：e2xd。其中，文件夹的命名规律为：厂商_云盘类型_容量。除了 aliyun_ssd_500x 和 aliyun_ssd_250x 外，每个文件夹下均有一个 report.pdf 文件，为测试程序自动生成，里面包含了测试结果、数据和图表。

另外，笔者用 Highcharts 制作了一些可交互图表，可用来查看汇总后的各项数据。地址如下：块存储性能对比：以腾讯云、阿里云为例。