QoS（Quality of Service）即服務(wù)質(zhì)量。在有限的帶寬資源下，QoS 可為各種業(yè)務(wù)分配帶寬，用于控制和管理數(shù)據(jù)包的傳輸，提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證，以確保網(wǎng)絡(luò)在不同的應(yīng)用程序和服務(wù)之間分配帶寬，重要的數(shù)據(jù)流量可以得到優(yōu)先處理，從而提高用戶體驗。

信息化時代數(shù)據(jù)劇增，數(shù)據(jù)中心向大規(guī)?；?、云化及智能化演進，業(yè)務(wù)場景日趨復雜。存儲作為最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，容量規(guī)模越來越大，性能、可靠性等指標要求越來越高。同網(wǎng)絡(luò)服務(wù) QoS 類似，SSD 也需要提供包括帶寬、IOPS、時延等性能指標的一致性和可預測性 QoS 能力，才能更好滿足關(guān)鍵業(yè)務(wù)存儲需求。

一、憶聯(lián) SR-IOV With QoS

憶聯(lián) UH711a 具備的 SR-IOV with QoS 特性，是在 SR-IOV 存儲虛擬化技術(shù)基礎(chǔ)上，通過令牌桶算法對各 VF 的讀寫業(yè)務(wù)進行管控，不同 VF 之間的讀寫帶寬、IOPS 性能可獨立調(diào)整，以達到各 VF 業(yè)務(wù)相互獨立、互不干擾的效果。本次測試主要驗證憶聯(lián) QoS 特性以下三個方面：

1、SSD 可通過對讀、寫及混合讀寫的帶寬、IOPS 性能的調(diào)控，達到對特定 VF 業(yè)務(wù)進行多維度控制；

2、各 VF 的 QoS 指標可進行動態(tài)調(diào)配并實時生效；

3、各 VF 之間的 IO 業(yè)務(wù)性能相互隔離，不因某一個 VF 的性能變化而導致其他 VF 性能的波動。

以下測試項在開源 Linux KVM 環(huán)境下對 SR-IOV with QoS 的功能進行驗證。

二、憶聯(lián) SR-IOV with QoS 方案驗證

1、驗證環(huán)境

1.1 本次驗證硬件配置

1.2 本次驗證軟件配置

1.3 本次驗證組網(wǎng)規(guī)劃

圖 1：本次組網(wǎng)規(guī)劃架構(gòu)圖

2、驗證方法

?步驟 1：安裝部署 KVM 虛擬化環(huán)境，創(chuàng)建虛擬機并安裝虛擬機操作系統(tǒng)；

?步驟 2：服務(wù)器配置 1 塊 UH711a，并創(chuàng)建 8 個 VF 及 NameSpace，并將 NameSpace 同 VF 綁定創(chuàng)建 8 個 SR-IOV 虛擬磁盤，再將 8 個虛擬磁盤掛載到 8 個 KVM 虛擬機上。

3、驗證結(jié)果

本次在 VF QoS 場景下驗證結(jié)果如下：

3.1 在對不同 VF 設(shè)置不同流量限制條件下，對 QOS 功能有效性的驗證

圖 2：QoS 功能在對不同 VF 設(shè)置不同流量限制下的帶寬及 IOPS 表現(xiàn)

對不同虛擬機下的 VF1、VF8 設(shè)置不同 QoS，其中 VF1 和 VF8 的帶寬峰值流量分別為 200M、300M ，IOPS 峰值流量分別為 1000、3000。在虛擬機內(nèi)部使用 FIO 工具進行性能測試，從圖 2 測試結(jié)果可看到 VF1 和 VF8 在不同業(yè)務(wù)場景下 SSD 的性能得到了較好發(fā)揮，VF1 及 VF8 的讀寫帶寬及 IOPS 與峰值流量 QoS 最大相差不超過 3%。由此可見，憶聯(lián) UH711a 的 QoS 功能在對不同 VF 設(shè)置不同流量指標的場景中可保持性能穩(wěn)定發(fā)揮。

3.2 在 VF 狀態(tài)變化的條件下，對 QOS 功能有效性的驗證

圖 3：QoS 功能在 VF 狀態(tài)變化下的帶寬及 IOPS 表現(xiàn)

為更好驗證 VF 狀態(tài)變化對 QoS 功能有效性的影響，在本次測試環(huán)境下，對不同虛擬機下的 VF 進行不同的峰值流量設(shè)置，并對其中一個 VF 進行 offline 操作，以觀察其他 VF 是否可達到設(shè)定的流量值，其中 VF1、VF8 帶寬限制為 200M、 300M，VF1、VF8 IOPS 限制為 1000、5000。

從圖 3 驗證結(jié)果可見，在 VF1 offline 時，不管是在 IOPS 還是帶寬上，VF8 流量值都接近限制峰值，且在讀、寫、混合讀寫等場景下，不管是帶寬還是 IOPS 都基本與 VF1 offline 之前的結(jié)果相近，充分驗證了在憶聯(lián) SR-IOV with QoS 功能下的 VF 受到其他 VF 狀態(tài)影響較小，VF 間具有一定性能隔離。

3.3 在對不同 VF 設(shè)置不同帶寬的條件下，對 QoS 有效性的驗證

圖 4：QoS 功能在不同帶寬峰值限制下的表現(xiàn)

本輪驗證中，在相同環(huán)境下，對 8 個不同虛擬機下的 VF 設(shè)置不同的 QoS，以觀察不同虛擬機下的 VF 是否可達到設(shè)置的 QoS 值，其中 VF1 的帶寬峰值為 50M，VF2 至 VF8 依次增加 50M，VF8 帶寬峰值為 400M。通過測試發(fā)現(xiàn)，憶聯(lián) UH711a 在對所有 VF 進行不同帶寬限制時，各 VF 帶寬流量在不同場景下相差較小，每個 VF 都可較好執(zhí)行 QoS 峰值設(shè)置，可提供最佳使用體驗。

Union Memory

通過本次驗證可以看出，憶聯(lián) UH711a 在 SR-IOV 特性中使用了精細化的 QoS 控制，提供了多維度的 QoS 策略，可對每個 VF 讀、寫或混合讀寫的帶寬、 IOPS 進行靈活調(diào)配，避免因個別 VF 性能搶占導致的其他 VF 性能波動，能滿足不同業(yè)務(wù)需求下的虛擬機存儲業(yè)務(wù)對性能的要求。

憶聯(lián) SR-IOV with QoS 方案具有配置靈活、即插即用的特點，且能很好地適配上層應(yīng)用生態(tài)，適合在云化數(shù)據(jù)中心場景下提供高性能、低時延及低成本訴求的本地化閃存服務(wù)。