为什么我的 RAID1 读访问比写访问慢？

Question

我做了一些简单的性能测试，似乎从我的 RAID1 读取比写入慢：

root@dss0:~# for i in 1 2 3; do dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1048576 count=131072; done
137438953472 bytes (137 GB) copied, 192.349 s, 715 MB/s
137438953472 bytes (137 GB) copied, 192.851 s, 713 MB/s
137438953472 bytes (137 GB) copied, 193.026 s, 712 MB/s
root@dss0:~# for i in 1 2 3; do dd if=/dev/sda of=/dev/null bs=1048576 count=131072; done
137438953472 bytes (137 GB) copied, 257.201 s, 534 MB/s
137438953472 bytes (137 GB) copied, 255.522 s, 538 MB/s
137438953472 bytes (137 GB) copied, 259.945 s, 529 MB/s

我理解dd不是性能测试工具，但是这个结果还是很意外的。

系统由供应商构建，并具有带 16 GByte RAM 的 Supermicro 主板。RAID 控制器是具有 1 GB 缓存的 MegaRAID 9271-8i。SAS-933EL1 背板上有 8 个 2 TByte SAS 磁盘。我不确定布线，控制器的一个连接器连接到 SAS 背板，另一个连接到两个装有操作系统的 SATA 磁盘。

RAID1 是使用以下命令设置的：

root@dss0:~# /opt/MegaRAID/MegaCli/MegaCli64 -CfgLdAdd -r1 [8:0,8:1,8:2,8:3,8:4,8:5,8:6,8:7] WB NORA Direct -a0
Adapter 0: Created VD 0
Adapter 0: Configured the Adapter!!
Exit Code: 0x00

root@dss0:~# /opt/MegaRAID/MegaCli/MegaCli64 -LDInfo -LALL -aALL
Adapter 0 -- Virtual Drive Information:
Virtual Drive: 0 (Target Id: 0)
Name                :
RAID Level          : Primary-1, Secondary-0, RAID Level Qualifier-0
Size                : 7.275 TB
Sector Size         : 512
Is VD emulated      : No
Mirror Data         : 7.275 TB
State               : Optimal
Strip Size          : 256 KB
Number Of Drives    : 8
Span Depth          : 1
Default Cache Policy: WriteBack, ReadAheadNone, Direct, No Write Cache if Bad BBU
Current Cache Policy: WriteBack, ReadAheadNone, Direct, No Write Cache if Bad BBU
Default Access Policy: Read/Write
Current Access Policy: Read/Write
Disk Cache Policy   : Disk's Default
Encryption Type     : None
PI type: No PI
Is VD Cached: No
Exit Code: 0x00

我希望读访问至少与写访问一样快，甚至可能更快。715 兆字节/秒的写入速度似乎接近单个 SAS/SATA 连接器的 6 GBit 限制。这可能是 SAS 背板的配置或布线问题吗？是否可以使用 MegaRAID 命令查询 SAS 背板配置？请指教。

更新

正如 poige 和 Peter 所解释的，低于预期的读取性能可能是由于 Linux I/O 子系统的缓存造成的。

在 dd 命令中使用直接标志时，我得到

root@dss0:~# dd if=/dev/sda of=/dev/null bs=1048576 count=131072 iflag=direct
137438953472 bytes (137 GB) copied, 199.862 s, 688 MB/s

这要好得多，但仍然比写入速度慢 10%。使用 oflag=direct 不会影响写入速度。

Answer 1

回答您的问题的关键是预读。曾几何时，我也碰巧遇到了这个问题。

IOW，为了获得最佳的顺序读取性能，所有磁盘都应永久参与输入。

当您使用ddw/o directio（请参阅 参考资料man dd）时，写入操作不会立即执行，而是通过 OS 缓存，因此它有更多机会顺序地涉及所有磁盘并实现最大可能的性能。

Answer 2

poige 关于写缓存是完全正确的，但这里有更多细节。

dd 带零并使用写缓存不是进行基准测试的正确方法（除非您当然想测试写缓存，这可能仅对文件系统有用，以查看它同步元数据、创建新文件等的程度。 )（可能 dd 总是错误的基准测试类型，但它适用于非常基本的测试）

我建议您使用 dd 至少具有以下选项之一：

conv=fdatasync -> this will make it flush to disk before finishing and calculating speed
oflag=direct   -> this will make it skip the OS cache but not the disk cache
conv=sync      -> more like skipping the disk cache too, but not really ... just flushing it every block or something like that.

也不要使用零。如果数据像零一样可预测，一些智能硬件/软件/固件可能会使用一些快捷方式。如果存在我猜您没有使用的压缩，则尤其如此。相反，使用内存中的随机文件（例如 /dev/shm）。urandom 很慢，所以你需要暂时把它写在某个地方才能再次读取它。创建一个 50MB 的随机文件：

dd if=/dev/urandom of=/dev/shm/randfile bs=1M count=50

多次读取文件进行写入（这里我使用cat读取了6次）：

dd if=<(cat /dev/shm/randfile{,,,,,}) of= ... conv=fdatasync

rm /dev/shm/randfile

还要记住，raid1 读取在并行操作中速度最快，因此可以独立使用磁盘。协调磁盘以使用不同磁盘读取同一操作的不同部分可能不够聪明。