浅谈NVMe SSD双端口（2）：可靠性和性能
上篇说了双端口的一些概念和实现，这篇将进一步通过测试介绍nvme ssd双端口特性的可靠性和性能的验证。（测试均使用双路超微服务器，每路有两个intel（r） xeon（r） cpu e5-2650 v4 @ 2.20ghz以及64gb内存，以及一个plx 9797 pcie switch，每个switch有20个端口，可同时挂载20个pblaze5。）
双端口可靠性测试 链路冗余：
双端口nvme ssd可以在链路断开或者端口失败的情况下提供冗余。如下图所示：
图1：链路冗余模式
server可以看到2个nvme设备，可以对2个nvme设备进行读写等操作；
如果中断一条到nvme设备的链接，另一个链接仍然可以保持连接并且存活，server可以正常访问nvme设备。
双活模式：
双端口nvme设备连接到不同的server a和server b，如下：
图2：双活模式
server a与server b同时做正常关机、异常关机、nvme reset或者pcie reset，2个server 都可以正常操作并且彼此不受影响。server a与server b彼此做不同操作，对于nvme设备来说也是不受影响的，两个server也能做到互不干扰。
server a与server b间隔一段时间分别做正常关机、异常关机、nvme reset或者pcie reset，2个server 均断电成功并且开机正常，互相不受影响，启动后也可以正常加载nvme设备；
server a跑io workload，server b触发正常或者异常关机，server a不会受到影响，包括数据完整性和i/o吞吐量以及延迟等方面；反之亦然；
双端口模式下nvme ssd的性能：
以双活的配置模式为例，在性能方面，主要展示2个server同时进行顺序写、顺序读，随机写，随机读，以及一个server 读，另一个 server 写等模式，并与单端口模式做对比。
主要特点如下：
两个端口同时io，检查并对比带宽：
两个端口的性能基本保持一致；两个端口的性能之和与单端口模式的性能保持一致
两个端口同时进行不同io模式：
例如，一个server进行顺序读，另一个server进行顺序写，其性能表现明显优于相同模式的性能
图3：128k seq write bw on different workload on pblaze5 dualport ssd
上图展示的是server a与server b分别进行128k的顺序写时的性能。上面的图中红色的性能曲线是ssd的总带宽，达到2300mb/s ；下图是2个server的带宽，可以看出带宽基本一致，均达到了1150mb/s。
图4：128k seq read bw on different workload on pblaze5 dualport ssd
上图展示的是server a与server b分别进行128k的顺序读时的性能。上面的图中红色的性能曲线是ssd的总带宽，达到3135mb/s ；下图是2个server的带宽，可以看出带宽基本一致，均达到了1566mb/s左右。
图5：4k random write iops on different workload on pblaze5 dualport ssd
上图展示的是server a与server b分别进行4k的随机写时的性能。上面的图中红色的性能曲线是ssd的总iops，达到230k；下图是2个server的iops，可以看出基本一致，均达到了115k左右。
图6：4k random read iops on different workload on pblaze5 dualport ssd
上图展示的是server a与server b分别进行4k的随机读时的性能。上面的图中红色的性能曲线是ssd的总iops，达到782k；下图是2个server的iops，可以看出基本一致，均达到了391k左右。
图7：one host seq write & one host seq read on different workload on pblaze5 dualport ssd
上图展示的是server a在进行顺序写，同时server b进行顺序读时的性能。上面的图中红色的性能曲线是ssd的总带宽，达到2790mb/s；下图是2个server的带宽，写带宽在1390mb/s左右，读带宽达到1400mb/s。
图8 one host random write & the other random read on pblaze5 dualport ssd
上图展示的是server a在进行随机写，同时server b进行随机读时的性能。上面的图中红色的性能曲线是ssd的总iops，达到450k左右；下图是2个server的iops，分别是230k 和220k左右。
结论： 本文通过介绍双端口在企业级存储中的应用，逐一展示了双端口ssd的特性以及性能，很好的说明了双端口nvme ssd的实用价值。随着阵列，系统，服务器等诸多技术环节的完善和成熟，双端口nvme ssd将在企业级存储系统中发挥更大的优势。
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双活模式：
双端口nvme设备连接到不同的server a和server b，如下：
图2：双活模式
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server a跑io workload，server b触发正常或者异常关机，server a不会受到影响，包括数据完整性和i/o吞吐量以及延迟等方面；反之亦然；
双端口模式下nvme ssd的性能：
以双活的配置模式为例，在性能方面，主要展示2个server同时进行顺序写、顺序读，随机写，随机读，以及一个server 读，另一个 server 写等模式，并与单端口模式做对比。
主要特点如下：
两个端口同时io，检查并对比带宽：
两个端口的性能基本保持一致；两个端口的性能之和与单端口模式的性能保持一致
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例如，一个server进行顺序读，另一个server进行顺序写，其性能表现明显优于相同模式的性能
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图4：128k seq read bw on different workload on pblaze5 dualport ssd
上图展示的是server a与server b分别进行128k的顺序读时的性能。上面的图中红色的性能曲线是ssd的总带宽，达到3135mb/s ；下图是2个server的带宽，可以看出带宽基本一致，均达到了1566mb/s左右。
图5：4k random write iops on different workload on pblaze5 dualport ssd
上图展示的是server a与server b分别进行4k的随机写时的性能。上面的图中红色的性能曲线是ssd的总iops，达到230k；下图是2个server的iops，可以看出基本一致，均达到了115k左右。
图6：4k random read iops on different workload on pblaze5 dualport ssd
上图展示的是server a与server b分别进行4k的随机读时的性能。上面的图中红色的性能曲线是ssd的总iops，达到782k；下图是2个server的iops，可以看出基本一致，均达到了391k左右。
图7：one host seq write & one host seq read on different workload on pblaze5 dualport ssd
上图展示的是server a在进行顺序写，同时server b进行顺序读时的性能。上面的图中红色的性能曲线是ssd的总带宽，达到2790mb/s；下图是2个server的带宽，写带宽在1390mb/s左右，读带宽达到1400mb/s。
图8 one host random write & the other random read on pblaze5 dualport ssd
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结论： 本文通过介绍双端口在企业级存储中的应用，逐一展示了双端口ssd的特性以及性能，很好的说明了双端口nvme ssd的实用价值。随着阵列，系统，服务器等诸多技术环节的完善和成熟，双端口nvme ssd将在企业级存储系统中发挥更大的优势。
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