資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：新的基于的實例能提供數百倍于其他儲存方式的吞吐量，以及極低延遲。雖然吞吐量受限制比原有系統減少，但卻將延遲減少到了平均線下很多。這樣就說明我們用來替代和在獲得同樣吞吐量的同時可以獲得更低的延遲。
為了滿足更多用戶在存儲和檢索大量數據、提供豐富與個性化體驗、及時響應點擊與手勢的要求，新型互聯網與移動應用需要高I/O資源。為此，亞馬遜AWS旨在EC2中加入一個新的“家庭成員”：運行低延遲、I/O密集型應用、支持NoSQL數據庫如Cassandra和MongoDB的新實例，打破了一直存在于云世界的I/O瓶頸。真金不怕火煉，讓我們來看看新的I/O體系究竟如何！
測試基準的制定
去年公布的Apache Cassandra performance benchmark顯示，用數百個非常小的EC2實例就可以獲得類似每秒超過百萬客戶端進行寫入的效果。之前測試了用于Cassandra上建立和管理軟件Priam的擴展性，并證明了，大規模的Cassandra集群按線性擴大，也就是10倍數量的實例將讓你獲得10倍的吞吐量。現在我們發布了一些基準它能體現出在原有類型系統和新的基礎SSD的系統上運行Cassandra的對比。
AWS實例中的I/O元素摘要
已有幾個臨時的儲存元素被存于網絡磁盤中，它們將在實例結束后被刪除。基于現有內部磁盤在Cassandra環境中進行的測試對比，主要采用了四個方案：m1.xlarge、m2.4xlarge、cc2.8xlarge以及現在加入的SSD hi1.4xlarge。AWS CPU性能對應了EC2的每一種實例。
我們首先在擁有較好CPU平衡性的Netflix上使用m2.4xlarge來運行Cassandra，盡管我們還必須通過調度每一個節點的精簡和修復來不讓I/0過載，但CPU和RAM容量仍然為我們工作的重中之重。
基于SSD實例上的hi1.4xlarge
這種新的基于SSD的類型實例在臨時存儲中提供了很高性能。在/proc/cpuinfo的報告中顯示CPU為2.4GHz擁有8個核心和超線程技術的Intel Westmere E5620?，這樣就擁有了16個CPU線程。其CPU性能上介于m2.4xlarge和cc2.8xlarge之間，相同的RAM容量，和cc2.8xlarge同樣的10GB網絡接口。
磁盤的結構為兩個1TB左右大的SSD，使實例能勝任100000左右的低延遲IOPS和1GB每秒的吞吐量。新的基于SSD的實例能提供數百倍于其他儲存方式的吞吐量，以及極低延遲。
測試結果
首先，對于一個新的子系統，我們必須做基礎文件系統的性能等級測試，我們使用izone測試準則來查證我們在當前的磁盤條件下一個非常短的時間內（大約20—60/ms）是否可以得到100000的IOPS和1GB/S的吞吐量。
然后我們用Cassandra的壓力測試來用簡單的數據存儲模式對一個小型的數據集進行存儲，類似我們去年公布的準則。我們發現我們的測試經常受到CPU限制，但是在啟動的那小段時間隨著數據加載進存儲器，我們仍然可以在磁盤上得到接近1GB/每秒的吞吐量。
接著就是更多的混合，我們取出我們儲存在Cassandra中較大的數據和從備份中恢復兩份拷貝。一份在m2.4xlarge上，另一份在hi1.4xlarge上，這樣我們就可以得出在同等的條件下以SSD為基礎的新模塊究竟有多完善。下一個將會是最有意思的對比。
Netflix的應用基準測試
我們的架構是精細入微的，每一個開發團隊都擁有自己的一套服務和數據存儲。結果就是，我們的產品中擁有十個Cassandra集群，每一個都服務于不同的數據源。我們從中抽取一個擁有靜態數據提供應用程序的集群，該應用程序使用了聘美于Cassandra為寫操作提供的緩存層來完成讀的工作。我們的目的是想知道，在不使用系統緩存的情況下使用SSD是否會帶來延遲。用EVcache來管理緩存層。下面是兩項配置的對比：
這項實驗是我們做過實驗中最復雜的實驗之一并伴有巨額的工作量。它需要做到每秒數萬的讀入和數千的寫入。測試中發現，在原有系統中，EVcacha做了大部分讀入的工作。為了保持穩定的運行巨量的內存被用于減少I/O的工作量。
在基于SSD的系統中，同樣的工作量仍有大量的IOPS剩余并且在沒有影響延遲的情況下做了同樣的精簡運算。雖然吞吐量受CPU限制比原有系統減少20%，但卻將延遲減少到了平均線下很多。這樣就說明我們用hi1.4xlarge來替代48m2.4xlarge和36 m2.xlarge在獲得同樣吞吐量的同時可以獲得更低的延遲。
成本對比
在使用基于SSD模式的系統中，瓶頸從I/O轉換到CPU上，我們就可以大量的減少實例個數。參照了現有的收費體系，完全可以通過減少實例數量來減少花費。
將Cassandra上的工作放到SSD上的優勢?
總結
這是AWS一次突破性的提升，無疑的克服了應用程序受制于數據庫連接的囧境，給云端的人們帶來了福音。我們期待作為云世界的領跑者Aamazon能一直與時俱進，為云世界的開拓和完善做出新的貢獻。
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