CN102035697A - 一种文件***的并发连接数性能测试***和方法 - Google Patents

一种文件***的并发连接数性能测试***和方法 Download PDF

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Abstract

一种文件***的并发连接数性能测试***和方法，首先设置一个主控节点和至少一个测试节点，所述测试节点设置在存储***的应用服务器上，主要用来模拟应用负载对被测***进行测试，所述主控节点通过本地局域网对所述测试节点进行集中管理,包括进程调度和任务管理，所述测试节点通过存储网络与被测文件***连接，所述主控节点用于集中管理所有测试节点，并统计测试结果；所有测试节点对被测***进行测试；该***包括参数处理模块、被测***信息收集模块、***初始化模块、状态监控模块、分布式管理模块、负载测试模块、结果统计与报告模块、***还原模块，解决了现有技术中对文件***并发连接数没有明确定义,缺少详细可用的测试方法问题，特别适用于分布式文件***的并发连接数性能测试。

Description

一种文件***的并发连接数性能测试***和方法
技术领域
本发明涉及一种文件***的性能测试，具体地说是一种文件***的并发连接数性能测试***和方法，适用于本地文件***和分布式文件***的并发连接数性能测试。
背景技术
随着现代信息技术的飞速发展，信息数据量不断增大，IT领域已经进入数据存储时代，存储领域步入了高速发展的阶段。文件***是对文件存储器空间进行组织和分配，负责文件的存储并对存入的文件进行保护和检索的***。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。而文件***包括本地文件***和分布式文件***，本地文件***只支持单机操作，分布式文件***是指文件***管理的物理存储资源不一定直接连接在本地节点上，而是通过计算机网络与节点相连。现有的分布式文件***一般由元数据服务器节点和多个数据块节点组成，其中，元数据服务器节点用于保持各个文件的数据分块情况、各个数据块所在的数据块节点的名称，以及每个数据块节点上包含的数据块的信息等；数据块节点用于保存实际的数据块。当客户端软件需要对上述分布式文件***进行数据存取访问时，首先通过元数据服务器节点获取或建立文件的数据块位置，然后直接与相应数据块所在的数据块节点进行通信，进行读写数据块等操作。
在对文件***的性能测试中，并发连接是指多个与被测***保持连接并在执行有效I/O操作的进程或线程，当被测***的I/O平均响应时间不超过阈值时间（一般为50ms-100ms，根据不同应用情况设置）时的总并发连接数为被测***的最大并发连接数。并发连接数指标能综合反映文件***的性能和可扩展性能，包括元数据操作速率、数据服务器和存储网络等，能为企业和用户提供真实可靠的性能参数。但是，现有技术中关于文件***的并发连接数性能没有明确的定义，同时也缺少可用的测试方法。
中国专利文献CN101232410A中公开了一种网关性能的测试方法及***，包括客户端仿真器和服务器仿真器，步骤1、客户端仿真器模拟WAP终端向WAP网关发送连接请求；步骤2、所述WAP网关向所述客户端仿真器返回响应；步骤3、所述客户端仿真器判断该响应，若为成功响应，则与所述WAP网关保持连接，模拟另一WAP终端返回步骤1依次执行；否则，执行步骤4；步骤4、所述客户端仿真器根据所述WAP网关返回的成功响应的数目得到WAP网关的最大并发连接数。在该技术方案中给出一种测量WAP网关的最大并发连接数的方法，通过客户端仿真器判断WAP网关返回的成功响应数目来得到，由于文件***中的并发连接是与被测***持续的I/O操作，涉及到底层磁盘的数据存储，通过仿真器判断返回响应时间容易产生时间上的误差，同时，由于并发定义和被测***结构完全不一样，该技术方案无法满足文件***的并发连接数仿真，因此该方法无法对文件***的并发连接进行测试，此外，该技术方案需要在被测***外部加装仿真器，不仅安装复杂，而且提高了测试成本。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中缺乏对文件***的并发连接数的定义和测试方法，无法对文件***的并发连接数进行准确测试，从而提出一种文件***并发连接数性能测试***和方法。
为解决上述技术问题，本发明的一种文件***的并发连接数性能测试***和方法，其特征在于：首先设置一个主控节点和至少一个测试节点，所述测试节点设置在存储***的应用服务器上，主要用来模拟应用负载对被测***进行测试，所述主控节点通过本地局域网对所述测试节点进行集中管理,包括进程调度和任务管理，所述测试节点通过存储网络与被测文件***连接，
所述主控节点用于集中管理所有测试节点，并统计测试结果；
所有测试节点对被测***进行测试，包括如下步骤：
（1）用户通过主控节点设置参数处理模块的测试参数；
（2）测试节点上的被测***信息收集模块收集被测文件***的具体配置信息；
（3）测试节点上的***初始化模块根据步骤（1）中的测试参数和步骤（2）中收集到的被测***配置信息来创建测试对象，所述测试对象包括测试目录和测试文件；同时，创建并发连接并为每个并发连接创建操作队列； 
（4）启动测试节点上的状态监控模块监控整个测试过程中测试节点的性能；
（5）调度在主控节点上的分布式管理模块启动测试节点上的负载测试模块，负载测试模块调用***初始化模块中创建的并发连接对被测***进行负载测试，先进行预热测试，确保测试结果稳定,再进行压力测试，定时统计测试结果，并把测试结果发送给结果统计与报告模块；
（6）测试节点上的结果统计与报告模块对测试结果进行统计分析，保存测试结果到结果文件，根据结果刷新频率定时的返回测试结果，并向用户报告测试结论，测试完成后停止测试；
（7）测试完成后，由测试节点上的***还原模块关闭所有并发连接，清除测试前***创建的测试对象，回收***资源，结束整个测试。
所述并发连接是指与被测文件***保持连接并连续执行有效I/O操作的线程或进城。
所述步骤（2）中的具体配置信息包括所述被测文件***的总存储容量、已用存储容量、空余存储容量和inode数***参数；
所述步骤（3）中，创建并发连接采用多线程或多进程方式创建。
在所述步骤（4）中，所述测试节点的性能主要包括CPU、内存和网络带宽的使用情况。
在所述步骤（5）中，所述测试包括峰值测试，峰值测试时，首先需要使用一个测试节点测试出单测试节点的最优并发，并确定可接受的最大I/O平均响应时间，然后根据步骤（2）中收集的被测***的配置信息估算测试节点的个数，然后使用每个节点的最优配置对被测***进行压力测试，测出不同负载情况下***的平均响应时间变化曲线，当***的平均响应时间接近且不超过可接受的最大I/O平均响应时间，所有并发连接数就是被测***的最大并发连接数性能值。
在所述步骤（5）中，所述负载测试包括典型应用测试，典型应用测试时，用户根据典型应用的特征将I/O块设置成不同大小的数据块，然后根据所述步骤（3）中创建的操作队列对被测***执行测试，测试方法如权利要求6所示。
在所述步骤（5）中，所述测试结果包括并发连接数、I/O平均响应时间、被测***的IOPS和聚合带宽等主要信息。
在所述步骤（6）中，测试结果采用统计方式计算，方法如下：由一个特定的进程负责记录在一定时间内被执行完成的总I/O数量，然后由总的时间除以总I/O数得到平均响应时间；由总I/O数除以相应的时间得到***IOPS；由所有并发连接传输的数据量除以相应的时间得到聚合带宽。
一种文件***的并发连接数性能测试***和方法，包括一个主控节点和至少一个测试节点，所述测试节点也即存储***的应用服务器,主要用来模拟应用负载对被测***进行测试，所述主控节点通过本地局域网对所述测试节点进行控制，所述测试节点通过高性能存储网络与被测文件***连接，
所述主控节点单元用于集中管理所有测试节点，并统计测试结果。
所述测试节点单元对被测***进行测试，包括：
    参数处理模块：设置在主控节点上，为用户提供命令行界面，供用户设置测试参数；
    被测***信息收集模块：设置在测试节点上，收集被测文件***的具体配置信息； 
    分布式管理模块：设置在主控节点上，根据用户通过所述参数处理模块来设置的测试参数管理分布式测试节点的通信，负责调度测试程序并保持测试时间的一致性和测试结果的准确性； 
    ***初始化模块：设置在负载测试节点上，根据参数处理模块中的测试参数创建操作队列、创建并发连接、创建测试对象，所述测试对象包括测试目录和测试文件；
负载测试模块：设置在测试节点上，根据参数处理模块中的测试参数信息，调用所有***初始化模块中创建的并发连接对被测***先进性预热测试，再进行压力测试，统计被测***的平均响应时间、***IOPS和聚合带宽；
    状态监控模块：设置在测试节点上，监控测试节点的性能，同时监控负载程序的运行情况，保证测试节点不成为性能瓶颈； 
    结果统计与报告模块：设置在测试节点上，统计被测***的性能和测试结果，测试结果包括并发连接数、I/O的平均响应时间、被测***的IOPS和聚合宽带，并根据结果刷新频率定时返回测试结果；
    ***还原模块：设置在测试节点上，负责清除测试前***创建的测试对象，释放相关的***资源。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，
（1）本发明所述的文件***的并发连接数性能测试***和方法，通过参数处理模块配置测试参数，有被测***信息收集模块收集被测***的信息，***初始化模块根据用户配置的测试参数创建测试对象，创建并发连接并为每个并发连接创建好操作队列，然后启动状态监控模块监控整个***的信息，调度分布式管理模块启动负载测试模块对被测***发起测试，将测试结果发送给结果统计与报告模块，测试停止后通过***还原模块关闭所有并发连接，回收***资源，结束测试，通过该方法可以有效的得到被测***的并发连接数指标，综合反应分布式文件***的性能和可扩展性等，能为企业和用户提供真实可靠的性能参数，同时也为存储厂商的开发提供参数指标，促进存储技术的健康快速的发展。
（2）本发明所述的文件***的并发连接数性能测试***和方法，通过步骤（2）得到被测***的总存储容量、已用存储容量、空余存储容量和inode数，从而测试人员可以更好的了解被测***的实际情况，从而制定合理的测试方案。
（3）本发明所述的文件***的并发连接数性能测试***和方法，通过多线程或多进程的方式创建并发连接，减少了资源消耗，提高了测试节点的利用率，从而降低了测试成本。
（4）本发明所述的文件***的并发连接数性能测试***和方法，步骤（4）中，所述测试节点的性能所述包括CPU、内存和网络带宽的使用情况，通过监控来保证测试节点不成为性能的瓶颈，方便用户在测试过程中了解整个***的性能，保证测试结果的准确性。
（5）本发明所述的文件***的并发连接数性能测试***和方法，在所述步骤（5）中，所述测试包括峰值测试，通过峰值测试得到被测***的最大并发连接数性能值，从而反映被测***的综合性能。
（6）本发明所述的文件***的并发连接数性能测试***和方法，在所述步骤（5）中，所述负载测试包括典型应用测试，得到被测***在典型应用时的性能，从而反映被测***在应用环境下的综合性能。
（7）本发明所述的文件***的并发连接数性能测试***和方法，所述测试结果包括并发连接数、I/O平均响应时间、被测***的IOPS和聚合带宽，整体反映被测***的性能，使用统计的方式计算得出，提高了计算精度。
（8）本发明所述的文件***的并发连接数性能测试***和方法，通过多负载节点并发测试方法来实现文件***并发连接数支持能力的测试，综合反映了整个被测***的性能。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1     是本发明所述的文件***的并发连接数性能测试方法的节点分布图。
图2     是本发明所述的文件***的并发连接数性能测试***和方法的负载测试结构图；
图3     是本发明所述的文件***的并发连接数性能测试***和方法的负载测试流程图。
具体实施方式
下面给出本发明所述的文件***的并发连接数性能测试***和方法的一个具体的实施方式，如图1、2、3所示，首先设置一个主控节点和多个测试节点，所述测试节点也即存储***的应用服务器,主要用来模拟应用负载对被测***进行测试，所述主控节点通过本地局域网对所述测试节点进行集中管理,包括进城调度和任务管理等控制，所述测试节点通过高性能存储网络与被测文件***连接，如图1所示，所述主控节点用于集中管理所有测试节点，并统计测试结果；所述测试节点使用多线程或多进程方式对被测***进行I/O操作，并使用逐渐增加测试节点的方式来增大对被测***的负载，从而达到测试***最大并大连接数的目的。本发明所述的文件***的并发连接数性能测试方法的流程图如图3所示，结构图如图2所示，包括设置在主控节点上的参数处理模块、设置在测试节点上的被测***信息收集模块，设置在测试节点上的***初始化模块，设置在测试节点上的状态监控模块，设置在主控节点上的分布式管理模块，设置在测试节点上的负载测试模块，设置在测试节点上的结果统计与报告模块，设置在测试节点上的***还原模块，其工作过程如下：
（1）用户通过主控节点设置参数处理模块的测试参数；
（2）测试节点上的被测***信息收集模块收集被测文件***的具体配置信息；
（3）测试节点上的***初始化模块根据步骤（1）中的测试参数和步骤（2）中收集到的被测***配置信息来创建测试对象，所述测试对象包括测试目录和测试文件；同时，创建并发连接并为每个并发连接创建操作队列； 
（4）启动测试节点上的状态监控模块监控整个测试过程中测试节点的性能；
（5）调度在主控节点上的分布式管理模块启动测试节点上的负载测试模块，负载测试模块调用***初始化模块中创建的并发连接对被测***进行负载测试，先进行预热测试，确保测试结果稳定,再进行压力测试，定时统计测试结果，并把测试结果发送给结果统计与报告模块；
（6）测试节点上的结果统计与报告模块对测试结果进行统计分析，保存测试结果到结果文件，根据结果刷新频率定时的返回测试结果，并向用户报告测试结论，测试完成后停止测试；
（7）测试完成后，由测试节点上的***还原模块关闭所有并发连接，清除测试前***创建的测试对象，回收***资源，结束整个测试。
在上述整个测试过程中，如果有故障出现，会显示出错提示，便于用户的管理与实用。这样，根据上述测试方法可以得到文件***的并发连接数，同时可以得到***的并发连接数、I/O平均响应时间，被测***每秒执行的I/O数（IOPS）、聚合带宽等性能结果，为用户了解该被测***的性能提供参考信息。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种文件***的并发连接数性能测试方法，其特征在于：首先设置一个主控节点和至少一个测试节点，所述测试节点设置在存储***的应用服务器上，主要用来模拟应用负载对被测***进行测试，所述主控节点通过本地局域网对所述测试节点进行集中管理,包括进程调度和任务管理，所述测试节点通过存储网络与被测文件***连接，
所述主控节点用于集中管理所有测试节点，并统计测试结果；
所有测试节点对被测***进行测试，包括如下步骤：
（1）用户通过主控节点设置参数处理模块的测试参数；
（2）测试节点上的被测***信息收集模块收集被测文件***的具体配置信息；
（3）测试节点上的***初始化模块根据步骤（1）中的测试参数和步骤（2）中收集到的被测***配置信息来创建测试对象，所述测试对象包括测试目录和测试文件；同时，创建并发连接并为每个并发连接创建操作队列； 
（4）启动测试节点上的状态监控模块监控整个测试过程中测试节点的性能；
（5）调度在主控节点上的分布式管理模块启动测试节点上的负载测试模块，负载测试模块调用***初始化模块中创建的并发连接对被测***进行负载测试，先进行预热测试，确保测试结果稳定,再进行压力测试，定时统计测试结果，并把测试结果发送给结果统计与报告模块；
（6）测试节点上的结果统计与报告模块对测试结果进行统计分析，保存测试结果到结果文件，根据结果刷新频率定时的返回测试结果，并向用户报告测试结论，测试完成后停止测试；
（7）测试完成后，由测试节点上的***还原模块关闭所有并发连接，清除测试前***创建的测试对象，回收***资源，结束整个测试。
2.根据权利要求1所述的文件***的并发连接数性能测试方法，其特征在于：所述并发连接是指与被测文件***保持连接并连续执行有效I/O操作的线程或进程。
3.根据权利要求1或2所述的文件***的并发连接数性能测试方法，其特征在于：所述步骤（2）中的具体配置信息包括所述被测文件***的总存储容量、已用存储容量、空余存储容量和inode数***参数；
根据权利要求1所述的文件***的并发连接数性能测试方法，其特征在于：所述步骤（3）中，创建并发连接采用多线程或多进程方式创建。
4.根据权利要求1或2或4所述的文件***的并发连接数性能测试方法，其特征在于：在所述步骤（4）中，所述测试节点的性能主要包括CPU、内存和网络带宽的使用情况。
5.根据权利要求1所述的文件***的并发连接数性能测试方法，其特征在于：在所述步骤（5）中，所述测试包括峰值测试，峰值测试时，首先需要使用一个测试节点测试出单测试节点的最优并发，并确定可接受的最大I/O平均响应时间，然后根据步骤（2）中收集的被测***的配置信息估算测试节点的个数，然后使用每个节点的最优配置对被测***进行压力测试，测出不同负载情况下***的平均响应时间变化曲线，当***的平均响应时间接近且不超过可接受的最大I/O平均响应时间，所有并发连接数就是被测***的最大并发连接数性能值。
6.根据权利要求1或2或4或6所述的文件***的并发连接数性能测试方法，其特征在于：在所述步骤（5）中，所述负载测试包括典型应用测试，典型应用测试时，用户根据典型应用的特征将I/O块设置成不同大小的数据块，然后根据所述步骤（3）中创建的操作队列对被测***执行测试，测试方法如权利要求6所示。
7.根据权利要求1所述的文件***的并发连接数性能测试方法，其特征在于：在所述步骤（5）中，所述测试结果包括并发连接数、I/O平均响应时间、被测***的IOPS和聚合带宽等主要信息。
8.所述根据权利要求8所述的文件***的并发连接数性能测试***和方法，其特征在于：在所述步骤（6）中，测试结果采用统计方式计算，方法如下：由一个特定的进程负责记录在一定时间内被执行完成的总I/O数量，然后由总的时间除以总I/O数得到平均响应时间；由总I/O数除以相应的时间得到***IOPS；由所有并发连接传输的数据量除以相应的时间得到聚合带宽。
9.一种文件***的并发连接数性能测试***，其特征在于，包括一个主控节点和至少一个测试节点，所述测试节点也即存储***的应用服务器,主要用来模拟应用负载对被测***进行测试，所述主控节点通过本地局域网对所述测试节点进行控制，所述测试节点通过高性能存储网络与被测文件***连接，
所述主控节点单元用于集中管理所有测试节点，并统计测试结果。
10.所述测试节点单元对被测***进行测试，包括：
    参数处理模块：设置在主控节点上，为用户提供命令行界面，供用户设置测试参数；
    被测***信息收集模块：设置在测试节点上，收集被测文件***的具体配置信息； 
    分布式管理模块：设置在主控节点上，根据用户通过所述参数处理模块来设置的测试参数管理分布式测试节点的通信，负责调度测试程序并保持测试时间的一致性和测试结果的准确性； 
    ***初始化模块：设置在负载测试节点上，根据参数处理模块中的测试参数创建操作队列、创建并发连接、创建测试对象，所述测试对象包括测试目录和测试文件；
负载测试模块：设置在测试节点上，根据参数处理模块中的测试参数信息，调用所有***初始化模块中创建的并发连接对被测***先进性预热测试，再进行压力测试，统计被测***的平均响应时间、***IOPS和聚合带宽；
    状态监控模块：设置在测试节点上，监控测试节点的性能，同时监控负载程序的运行情况，保证测试节点不成为性能瓶颈；   
    结果统计与报告模块：设置在测试节点上，统计被测***的性能和测试结果，测试结果包括并发连接数、I/O的平均响应时间、被测***的IOPS和聚合宽带，并根据结果刷新频率定时返回测试结果；
    ***还原模块：设置在测试节点上，负责清除测试前***创建的测试对象，释放相关的***资源。
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