同网络服务 QoS 类似，SSD 也需要提供包括带宽、IOPS、时延等性能指标的一致性和可预测性 QoS 能力，才能更好满足关键业务存储需求。
QoS（Quality of Service）即服务质量。在有限的带宽资源下，QoS 可为各种业务分配带宽，用于控制和管理数据包的传输，提供端到端的服务质量保证，以确保网络在不同的应用程序和服务之间分配带宽，重要的数据流量可以得到优先处理，从而提高用户体验。
信息化时代数据剧增，数据中心向大规模化、云化及智能化演进，业务场景日趋复杂。存储作为最重要的基础设施之一，容量规模越来越大，性能、可靠性等指标要求越来越高。同网络服务 QoS 类似，SSD 也需要提供包括带宽、IOPS、时延等性能指标的一致性和可预测性 QoS 能力，才能更好满足关键业务存储需求。
一、忆联 SR-IOV With QoS
忆联 UH711a 具备的 SR-IOV with QoS 特性，是在 SR-IOV 存储虚拟化技术基础上，通过令牌桶算法对各 VF 的读写业务进行管控，不同 VF 之间的读写带宽、IOPS 性能可独立调整，以达到各 VF 业务相互独立、互不干扰的效果。本次测试主要验证忆联 QoS 特性以下三个方面：
1、SSD 可通过对读、写及混合读写的带宽、IOPS 性能的调控，达到对特定 VF 业务进行多维度控制；
2、各 VF 的 QoS 指标可进行动态调配并实时生效；
3、各 VF 之间的 IO 业务性能相互隔离，不因某一个 VF 的性能变化而导致其他 VF 性能的波动。
以下测试项在开源 Linux KVM 环境下对 SR-IOV with QoS 的功能进行验证。
二、忆联 SR-IOV with QoS 方案验证
1、验证环境
1.1 本次验证硬件配置
1.2 本次验证软件配置
1.3 本次验证组网规划
图 1：本次组网规划架构图
2、验证方法
•步骤 1：安装部署 KVM 虚拟化环境，创建虚拟机并安装虚拟机操作系统；
•步骤 2：服务器配置 1 块 UH711a，并创建 8 个 VF 及 NameSpace，并将 NameSpace 同 VF 绑定创建 8 个 SR-IOV 虚拟磁盘，再将 8 个虚拟磁盘挂载到 8 个 KVM 虚拟机上。
3、验证结果
本次在 VF QoS 场景下验证结果如下：
3.1 在对不同 VF 设置不同流量限制条件下，对 QOS 功能有效性的验证
图 2：QoS 功能在对不同 VF 设置不同流量限制下的带宽及 IOPS 表现
对不同虚拟机下的 VF1、VF8 设置不同 QoS，其中 VF1 和 VF8 的带宽峰值流量分别为 200M、300M ，IOPS 峰值流量分别为 1000、3000。在虚拟机内部使用 FIO 工具进行性能测试，从图 2 测试结果可看到 VF1 和 VF8 在不同业务场景下 SSD 的性能得到了较好发挥，VF1 及 VF8 的读写带宽及 IOPS 与峰值流量 QoS 最大相差不超过 3%。由此可见，忆联 UH711a 的 QoS 功能在对不同 VF 设置不同流量指标的场景中可保持性能稳定发挥。
3.2 在 VF 状态变化的条件下，对 QOS 功能有效性的验证
图 3： QoS 功能在 VF 状态变化下的带宽及 IOPS 表现
为更好验证 VF 状态变化对 QoS 功能有效性的影响，在本次测试环境下，对不同虚拟机下的 VF 进行不同的峰值流量设置，并对其中一个 VF 进行 offline 操作，以观察其他 VF 是否可达到设定的流量值，其中 VF1、VF8 带宽限制为 200M、 300M，VF1、VF8 IOPS 限制为 1000、5000。
从图 3 验证结果可见，在 VF1 offline 时，不管是在 IOPS 还是带宽上，VF8 流量值都接近限制峰值，且在读、写、混合读写等场景下，不管是带宽还是 IOPS 都基本与 VF1 offline 之前的结果相近，充分验证了在忆联 SR-IOV with QoS 功能下的 VF 受到其他 VF 状态影响较小，VF 间具有一定性能隔离。
3.3 在对不同 VF 设置不同带宽的条件下，对 QoS 有效性的验证
图 4： QoS 功能在不同带宽峰值限制下的表现
本轮验证中，在相同环境下，对 8 个不同虚拟机下的 VF 设置不同的 QoS，以观察不同虚拟机下的 VF 是否可达到设置的 QoS 值，其中 VF1 的带宽峰值为 50M，VF2 至 VF8 依次增加 50M，VF8 带宽峰值为 400M。 通过测试发现，忆联 UH711a 在对所有 VF 进行不同带宽限制时，各 VF 带宽流量在不同场景下相差较小，每个 VF 都可较好执行 QoS 峰值设置，可提供最佳使用体验。
通过本次验证可以看出，忆联 UH711a 在 SR-IOV 特性中使用了精细化的 QoS 控制，提供了多维度的 QoS 策略，可对每个 VF 读、写或混合读写的带宽、 IOPS 进行灵活调配，避免因个别 VF 性能抢占导致的其他 VF 性能波动，能满足不同业务需求下的虚拟机存储业务对性能的要求。
忆联 SR-IOV with QoS 方案具有配置灵活、即插即用的特点，且能很好地适配上层应用生态，适合在云化数据中心场景下提供高性能、低时延及低成本诉求的本地化闪存服务。
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