CN112148542B - 一种分布式存储集群的可靠性测试方法、装置及系统 - Google Patents

一种分布式存储集群的可靠性测试方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分布式存储集群的可靠性测试方法、装置及系统，以物理服务器作为测试调度及统计端，以虚拟机作为测试客户端，使用者可自行设定可靠性测试指标的预期值对分布式存储集群进行可靠性测试，应用于服务器上的测试方法包括：设置虚拟机数量、可靠性指标及其预期测试目标、测试时间，将虚拟机的数量、测试时间发至客户端；接收客户端发送的虚拟机信息，将测试脚本发至各个虚拟机；监控虚拟机运行过程，将故障虚拟机信息写入虚拟机监控信息文件，读取监控信息文件、客户端发送的性能数据记录和数据完整性记录文件中的数据，根据预设公式获取实际的可靠性指标，并基于实际的可靠性指标获取最终的可靠性结果值，得到更加准确的可靠性结论。

Description

一种分布式存储集群的可靠性测试方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及分布式服务技术领域，具体涉及一种分布式存储集群的可靠性测试方法、装置及系统。
背景技术
近年来，云计算技术在国内发展如火如荼，随着云计算及虚拟化技术的完善，企业用户慢慢积累，现如今已经发展到在各行各业的信息化建设中均能看到云计算的身影，比如交通、医疗、教育、安防等领域，它帮助企业迅速提升业务运行效率，提升业务系统的上线时间、简化数据中心运维管理、降低运营成本等。
云计算及背后的虚拟化技术，特别是计算、存储及网络虚拟化是企业重要业务数字化运营的基石。随着企业云计算业务运行时间的增加，数据持续产生，对存储设备的负荷不断攀升，因此虚拟存储的管理尤为重要。
存储性能固然重要，但数据安全可靠才是根本，目前已知基准工具都是测试存储性能，无论采用哪种工具都不能完整评估存储数据的可靠性。除此以外，很多现有技术也提出了评估存储稳定性或可靠性的方法，包括：
(1)对存储服务器不断开机、关机去衡量存储服务器的稳定性；
(2)利用VMWare的Vmotion功能，通过虚拟机持续迁移成功与否去验证iscsi存储设备是否可靠；
(3)生成海量小文件在不同的存储LUN之间持续复制数据，通过数据复制结果去评估存储可靠性。
如上所述，有的现有技术关注点基本都是在物理存储设备，如物理磁盘或磁盘阵列等，并不符合分布式存储软件系统，分布式存储的代表有ceph、VMware VSAN、maxta等，他们属于软件定义存储范畴，是一套完整高可用的软件产品。而有的技术提出的方法过于单一，将不出错认定符合可靠性，忽略存储读写过程吞吐量的变化，而这个恰巧能证明存储是否稳定，因为读写忽上忽下或持续下降不能证明可靠。现有技术里可靠性测试目标大多倾向于硬件设备或服务器，而有的现有技术利用虚拟机测试存储集群性能，并不适用于评估可靠性和稳定性，或者其部分技术手段不能够准确反映分布式存储集群的真实负载。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中不能对分布式存储集群进行准确全面的评价其可靠性的缺陷，从而提供一种分布式存储集群的可靠性测试方法、装置及系统。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种分布式存储集群的可靠性测试方法，应用于服务器端，包括如下步骤：
设置虚拟机的数量N、可靠性指标及其预期测试目标、测试执行时间T，将虚拟机的数量N、测试执行时间T发送至客户端；
接收客户端在成功创建虚拟机后发送的配置文件A，获取虚拟机信息，并根据虚拟机信息将包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本发送至客户端的各个虚拟机；
接收到测试用例脚本在所有客户端传输成功后开始执行的反馈信息后，监控客户端参与测试的虚拟机运行过程，将故障虚拟机信息写入虚拟机监控信息文件C，并接收客户端发送的性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E；
读取虚拟机监控信息文件C、性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中的数据信息，基于所述数据信息根据预设计算公式获取实际的可靠性指标，并基于实际的可靠性指标获取最终的可靠性结果值。
在一实施例中，可靠性指标包括：测试完成率、性能抖动率和数据完整率，可靠性指标的预期测试目标包括：目标测试完成率的预期测试目标是a％，性能抖动率预期测试目标是b％，数据完整率的预期测试目标是c％。
在一实施例中，读取虚拟机监控信息文件C、性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中的数据信息，基于所述数据信息根据预设计算公式获取实际的可靠性指标，并基于实际的可靠性指标获取最终的可靠性结果值的过程，包括：
通过读取虚拟机监控信息文件C，获取参与测试的虚拟机整个测试周期内的故障客户端数量F，根据公式：实际测试完成率C2＝(F/N)*100％，得到测试完成率的实际结果；
通过性能数据记录文件D，获取参与测试的虚拟机整个测试周期内的性能数据，根据离散度计算公式获取每个测试参与的虚拟机的离散度值，再通过公式：性能抖动率P2＝(离散度值1+离散度值2+……+离散度值N)/N*1000％，得到性能抖动率的实际结果；
读取数据完整性记录文件E，计算出参与测试的虚拟机在整个测试周期内的总的发生数据校验的次数、数据校验失败的次数，根据公式：数据完整率D2＝数据校验失败的次数/总的发生数据校验的次数，得到数据完整率的实际结果；
计算测试完成率、性能抖动率、数据完整率的预期结果和实际结果的偏差值，将各个可靠性指标的偏差值*对应的预设权重值，得到各个可靠性指标的偏差率；
根据各个可靠性指标的最终偏差率，根据公式：可靠性结果值＝100％-(测试完成率偏差率+性能抖动率偏差率+数据完整率偏差率)/3，得到本次存储集群的可靠性测试的可靠性结果值。
第二方面，本发明实施例提供一种分布式存储集群的可靠性测试方法，应用于客户端，包括如下步骤：
接收服务器端发送的一个大于1的整数N，并创建N台虚拟机及对应的虚拟磁盘，创建成功后将虚拟机信息写入配置文件A；
在每个参与测试的虚拟机中自动安装测试工具，接收服务器端发送的包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本，测试工具根据测试执行时间开始倒计时立即自动运行，将可靠性指标测试过程记录在性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中。
在一实施例中，所述在每个参与测试的虚拟机中自动安装测试工具，接收服务器端发送的包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本，测试工具根据测试执行时间开始倒计时立即自动运行，将可靠性指标测试过程记录在性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中的过程，包括：
在每个参与测试的虚拟机中自动安装开源测试工具；
所述测试工具在测试虚拟机中模拟一种io读写请求的应用，以预设小io单位作为块大小向分布式存储下发请求，以预设深度作为队列深度，以随机混合读写作为io性能测试的负载方式，以随机读写的选择小io的方式，并且以间断io，固定测试时间的方式进行测试；当完成周期内的io读写后，按照每个虚拟机单独准备1个性能数据记录文件D，测试工具完成测试后，测试结果自动写进性能数据记录文件D，每间隔固定周期会记录1个数据，直达满足倒计时T，所有测试进程终止；
利用随机调度函数使所有虚拟机随机互相发送、接收数据，根据预设数据完整性校验方法检验数据的完整性，将结果写入数据完整性记录文件E；
当满足倒计时T时，终止所有虚拟机测试，并将性能数据记录文件D、数据完整性记录文件E回传至测试发起的服务器端。
在一实施例中，根据预设数据完整性校验方法检验数据的完整性的过程，包括：
所有测试虚拟机生成一定容量的数据文件，将源数据连带校验值以文件夹的形式一起传输到目标端，所述目标端是通过随机调度函数筛选；
目标端先读校验值，再读取源数据，最后比较校验值是否一致，如果校验值不一致则数据完整校验失败，记为1；校验值一致则数据完整校验成功，记为0，将结果写入数据完整性记录文件E，以同样的方式每间隔固定周期会记录1个校验数据，将结果写入数据完整性记录文件E，直达满足倒计时T。
第三方面，本发明实施例提供一种分布式存储集群的可靠性测试装置，应用于服务器端，包括：
测试参数设置模块，用于设置虚拟机的数量N、可靠性指标及其预期测试目标、测试执行时间T，将虚拟机的数量N、测试执行时间T发送至客户端；
测试脚本发送模块，用于接收客户端在成功创建虚拟机后发送的配置文件A，获取虚拟机信息，并根据虚拟机信息将包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本发送至客户端的各个虚拟机；
测试过程文件获取模块，用于接收到测试用例脚本在所有客户端传输成功后开始执行的反馈信息后，监控客户端参与测试的虚拟机运行过程，将故障虚拟机信息写入虚拟机监控信息文件C，并接收客户端发送的性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E；
可靠性结果计算模块，用于读取虚拟机监控信息文件C、性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中的数据信息，基于所述数据信息根据预设计算公式获取实际的可靠性指标，并基于实际的可靠性指标获取最终的可靠性结果值。
第四方面，本发明实施例提供一种分布式存储集群的可靠性测试装置，应用于客户端，包括：
虚拟机创建模块，用于接收服务器端发送的一个大于1的整数N，并创建N台虚拟机及对应的虚拟磁盘，创建成功后将虚拟机信息写入配置文件A；
测试执行模块，用于在每个参与测试的虚拟机中自动安装测试工具，接收服务器端发送的包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本，测试工具根据测试执行时间开始倒计时立即自动运行，将可靠性指标测试过程记录在性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中。
第五方面，本发明实施例提供一种服务器，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本发明实施例第一方面所述的分布式存储集群的可靠性测试方法。
第六方面，本发明实施例提供一种客户端，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本发明实施例第二方面所述的布式存储集群的可靠性测试方法。
第七方面，本发明实施例提供一种分布式存储集群的可靠性测试系统，包括：第五方面所述的服务器和第六方面所述的客户端。
第八方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明实施例第一方面或第二方面所述的分布式存储集群的可靠性测试方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的分布式存储集群的可靠性测试方法、装置及系统，以物理服务器作为测试调度及统计端，以虚拟机作为测试客户端，使用者可自行设定可靠性测试指标的预期值对分布式存储集群进行可靠性测试，更贴近真实存储集群可靠性测试场景，克服了现有技术只关注硬件设备或服务器的不足，通过优化工具测试参数，提供更符合可靠、稳定性测试场景的负载模型，解决现有技术中通过虚拟机去评估存储性能，而只关注性能，不符合存储可靠、稳定性测试的问题，除此以外，通过本发明提供的测试方法可以得到更加准确的可靠性结论，对存储设备的研发、采购等各类型企业具备参考意义，特别是对分布式存储软件的研发、采购等各类型企业具备参考意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中应用于服务器端的分布式存储集群的可靠性测试方法的一个具体示例的工作流程图；
图2为本发明实施例中的参与测试的虚拟机在各时间段产生数据离散度的计算示意图；
图3为本发明实施例中应用于服务器端的分布式存储集群的可靠性测试装置的模块组成图；
图4为本发明实施例中应用于客户端的分布式存储集群的可靠性测试方法的一个具体示例的工作流程图；
图5为本发明实施例中参与测试的虚拟机之间进行数据传输的链路关系示意图；
图6为本发明实施例中应用于客户端的分布式存储集群的可靠性测试装置的模块组成图；
图7为本发明实施例中提供的分布式存储集群的可靠性测试方法在客户端和服务器端进行交互的流程图；
图8为本发明实施例中客户端和服务器端硬件结构组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在虚拟化环境中，企业无论是采用KVM技术(基于内核的虚拟化技术)，还是采用VMWare(虚拟化物理机)技术，其后端存储设备既可以采用标准X86服务器的物理磁盘组成的存储资源池，也可以通过FCSAN
(光纤通道)和IPSAN(基于IP的存储区域网络iSCSI)等存储网络连接磁盘阵列。
现有技术大多通过种种方法对物理存储服务器，或磁盘阵列进行可靠性验证，但现如今云计算厂商普遍采用了一种分布式存储系统去管理虚拟存储，因此它的可靠性才是本发明关注的重点。本发明实施例中，在规定的时间内，完成指定功能或性能的能力，称之为可靠性，本发明实施例以物理服务器作为测试调度及统计端，以虚拟机作为测试客户端，并且使用者可自行设定可靠性测试指标的预期值对分布式存储集群进行可靠性测试。
实施例1
本发明实施例提供一种分布式存储集群的可靠性测试方法，应用于服务器端，该服务器端既可以是超融合架构的各种集群服务器，也可以是在其他类型的云计算架构服务器，作为测试调度及统计端如图1所示，包括如下步骤：
步骤S11：设置虚拟机的数量N、可靠性指标及其预期测试目标、测试执行时间T，将虚拟机的数量N、测试执行时间T发送至客户端。
本发明实施例中，虚拟机的数量N为任意一个大于1的整数，数值范围由使用者自定义。例如，在服务器终端窗口中输入9，即在存储集群可靠性测试中将由9台测试客户端(虚拟机)同时执行测试用例，去执行可靠性测试。可靠性指标包括：测试完成率、性能抖动率和数据完整率，可靠性指标的预期测试目标包括：目标测试完成率的预期测试目标是a％，性能抖动率预期测试目标是b％，数据完整率的预期测试目标是c％，3个可靠性指标由使用者按照自己的预期测试目标，去自行设置指标的预期值(百分比形式)，如测试完成率C1的预期目标是：100％，性能抖动率P1预期目标是：10％，数据完整率D1的预期目标是：100％，它们会作为3个常量记录在配置文件B，在测试结束后的数据作为预期值计算。
步骤S12：接收客户端在成功创建虚拟机后发送的配置文件A，获取虚拟机信息，并根据虚拟机信息将包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本发送至客户端的各个虚拟机。
本发明实施例中，当所有虚拟机创建成功后将虚拟机信息(ip地址)写入配置文件A，测试执行时间T为一种时间参数，由使用者自定义设置，单位是小时，比如7*24小时、30*24小时等，作为控制整体测试周期的重要变量，写入可靠性自动化测试脚本，设计时间参数为了实现测试倒计时，类似沙漏，当时间满足阈值，自动终止测试，这样设计更加灵活，可适配不同的可靠性测试场景。
步骤S13：接收到测试用例脚本在所有客户端传输成功后开始执行的反馈信息后，监控客户端参与测试的虚拟机运行过程，将故障虚拟机信息写入虚拟机监控信息文件C，并接收客户端发送的性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E。
本发明实施例中，设置一监控代码模块，用来实现测试过程中的监控、收集测试完成率指标的功能，获取配置文件A的所有测试虚拟机信息，检查所有参与测试的虚拟机运行过程，将故障虚拟机(网络中断、电源故障等故障)信息写入虚拟机监控信息文件C，并接收客户端发送的性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E。
步骤S14：读取虚拟机监控信息文件C、性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中的数据信息，基于所述数据信息根据预设计算公式获取实际的可靠性指标，并基于实际的可靠性指标获取最终的可靠性结果值。
本发明实施例通过读取虚拟机监控信息文件C，获取参与测试的虚拟机整个测试周期内的故障客户端数量F，根据公式：实际测试完成率C2＝(F/N)*100％，得到测试完成率的实际结果；
通过性能数据记录文件D，获取参与测试的虚拟机整个测试周期内的性能数据，根据离散度计算公式获取每个测试参与的虚拟机的离散度值，再通过公式：性能抖动率P2＝(离散度值1+离散度值2+……+离散度值N)/N*1000％，得到性能抖动率的实际结果，其中计算离散度计算公式为，离散度＝标准差/平均值，如图2所示，虚拟机在测试中周期内会产生无数数据，仅通过周期内所有数据的平均值会隐藏某些时间点的性能差异，不利于更好展示性能抖动情况，每个测试参与的客户端(虚拟机)都会产生1个离散度值，再通过公式得到性能抖动率P2的实际结果。
读取数据完整性记录文件E，计算出参与测试的虚拟机在整个测试周期内的总的发生数据校验的次数、数据校验失败的次数，根据公式：数据完整率D2＝数据校验失败的次数/总的发生数据校验的次数，得到数据完整率的实际结果。
计算测试完成率、性能抖动率、数据完整率的预期结果和实际结果的偏差值，将各个可靠性指标的偏差值*对应的预设权重值，得到各个可靠性指标的偏差率；本实施例中，测试人员在发起整个测试前，已经预设了测试目标的预期值，如测试完成率C1、性能抖动率P1和数据完整率D1，开始分别计算预期结果、实际结果的偏差值，这里简单的采用百分比相减的方式，如测试完成率的预期结果C1＝100％，实际结果C2＝91％，即测试完成率偏差值＝C1-C2＝100％-91％＝9％，以此类推。各指标对应的预设权重值，根据实际应用适应设置，例如，测试完成率指标权重值为5，性能抖动率指标权重值为1，数据完整率指标权重值为4，如测试完成率偏差值＝100％-91％＝9％，再将偏差值*权重，即9％*5＝45％，以此类推。
根据各个可靠性指标的最终偏差率，根据公式：可靠性结果值＝100％-(测试完成率偏差率+性能抖动率偏差率+数据完整率偏差率)/3，得到本次存储集群的可靠性测试的可靠性结果值。如测试完成率偏差率＝50％，性能抖动率偏差率＝14％，数据完整率偏差率＝40％，即最终可靠性结果值＝100％-(50％+14％+40％)/3＝65.33％。
与运行在服务器端的测试方法相对应的，本发明实施例还一种分布式存储集群的可靠性测试装置，如图3所示，包括：
测试参数设置模块11，用于设置虚拟机的数量N、可靠性指标及其预期测试目标、测试执行时间T，将虚拟机的数量N、测试执行时间T发送至客户端；此模块执行实施例1中的步骤S11所描述的方法，在此不再赘述。
测试脚本发送模块12，用于接收客户端在成功创建虚拟机后发送的配置文件A，获取虚拟机信息，并根据虚拟机信息将包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本发送至客户端的各个虚拟机；此模块执行实施例1中的步骤S12所描述的方法，在此不再赘述。
测试过程文件获取模块13，用于接收到测试用例脚本在所有客户端传输成功后开始执行的反馈信息后，监控客户端参与测试的虚拟机运行过程，将故障虚拟机信息写入虚拟机监控信息文件C，并接收客户端发送的性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E；此模块执行实施例1中的步骤S13所描述的方法，在此不再赘述。
可靠性结果计算模块14，用于读取虚拟机监控信息文件C、性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中的数据信息，基于所述数据信息根据预设计算公式获取实际的可靠性指标，并基于实际的可靠性指标获取最终的可靠性结果值。此模块执行实施例1中的步骤S14所描述的方法，在此不再赘述。
本发明实施例提供的分布式存储集群的可靠性测试装置，既可应用于超融合架构的各种集群服务器上，也可在其他类型的云计算架构上执行测试，提供一种更贴近真实存储集群可靠性测试场景，克服了现有技术只关注硬件设备或服务器的不足，可以得到更加准确的可靠性结论，也对分布式存储软件的研发、采购等各类型企业具备参考意义。
实施例2
本发明实施例提供一种分布式存储集群的可靠性测试方法，应用于客户端，如图4所示，包括如下步骤：
步骤S21：接收服务器端发送的一个大于1的整数N，并创建N台虚拟机及对应的虚拟磁盘，创建成功后将虚拟机信息写入配置文件A；
步骤S22：在每个参与测试的虚拟机中自动安装测试工具，接收服务器端发送的包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本，测试工具根据测试执行时间开始倒计时立即自动运行，将可靠性指标测试过程记录在性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中。具体包括以下步骤：
步骤S221：在每个参与测试的虚拟机中自动安装开源测试工具(如fio)，在操作系统中安装测试工具，只需利用yum install(或apt get)方式在代码中完成。
步骤S222：所述测试工具在测试虚拟机中模拟一种io读写请求的应用，以预设小io单位(例如以4K小io为单位)作为块大小向分布式存储下发请求，以预设深度以(例如iodepth＝8)作为队列深度，以随机混合(例如读操作占比70％)读写作为io性能测试的负载方式，以随机读写的选择小io的方式，并且以间断io，固定测试时间的方式进行测试；当完成周期内的io读写后，按照每个虚拟机单独准备1个性能数据记录文件D，测试工具完成测试后，测试结果自动写进性能数据记录文件D，每间隔固定周期会记录1个数据，直达满足倒计时T，所有测试进程终止。
步骤S223：利用随机调度函数使所有虚拟机随机互相发送、接收数据，根据预设数据完整性校验方法检验数据的完整性。本发明实施例基于虚拟化或超融合的环境下，设计一种让所有测试客户端(虚拟机)随机互相传输大容量数据流的方式，所有测试客户端(虚拟机)，它们即是数据的生产者，也是数据的消费者，通过本发明的一种随机调度函数，虚拟机之间能够将自己的数据，以一对一的方式，随机传输给任意目标端，并且保证不会出现多对一，或一对多的链路关系。如图5中所示，虚拟机1的数据传输至虚拟机5，而它自身接收到来自虚拟机3的数据，虚拟机3接收到来自虚拟机4的数据。
本发明实施例根据预设数据完整性校验方法检验数据的完整性的过程，包括：所有测试客户端(虚拟机)生成(如dd方式)一定容量的数据文件，再将源数据，连带md5校验值，以文件夹的形式一起传输到目标端，而目标端是通过随机调度函数筛选而来，然后目标端先读校验值，再读取源数据，最后比较校验值是否一致。如果数据完整校验失败，即校验值不一致，记为1，数据完整校验成功，即校验值相同，记为0，将结果写入数据完整性记录文件E，直达满足倒计时T。
步骤S224：当满足倒计时T时，终止所有虚拟机测试，并将性能数据记录文件D、数据完整性记录文件E回传至测试发起的服务器端。
与运行在客户端端的测试方法相对应的，本发明实施例还一种分布式存储集群的可靠性测试装置，如图6所示，包括：
虚拟机创建模块21，用于接收服务器端发送的一个大于1的整数N，并创建N台虚拟机及对应的虚拟磁盘，创建成功后将虚拟机信息写入配置文件A；此模块执行实施例2中的步骤S21所描述的方法，在此不再赘述。
测试执行模块22，用于在每个参与测试的虚拟机中自动安装测试工具，接收服务器端发送的包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本，测试工具根据测试执行时间开始倒计时立即自动运行，将可靠性指标测试过程记录在性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中。此模块执行实施例2中的步骤S22所描述的方法，在此不再赘述。
本发明实施例提供的分布式存储集群的可靠性测试装置，运行于参与测试的各个客户端，通过优化工具测试参数，提供更符合可靠、稳定性测试场景的负载模型，解决现有技术中通过虚拟机去评估存储性能，而只关注性能，不符合存储可靠、稳定性测试的问题。
实施例3
本发明实施例提供一种分布式存储集群的可靠性测试方法，本发明实施例与上述实施例1与实施例2的区别在于，所述测试方法除包括了上述实施例1中在服务器端对分布式存储集群的可靠性测试过程，还包括了实施例2中在客户端对分布式存储集群的可靠性测试过程，两者进行交互的流程图，如图7所示，具体如下：
步骤S1：设置虚拟机的数量N、可靠性指标及其预期测试目标、测试执行时间T，将虚拟机的数量N、测试执行时间T发送至客户端；可靠性指标包括：测试完成率、性能抖动率和数据完整率，可靠性指标的预期测试目标包括：目标测试完成率的预期测试目标是a％，性能抖动率预期测试目标是b％，数据完整率的预期测试目标是c％，3个可靠性指标由使用者按照自己的预期测试目标，去自行设置指标的预期值(百分比形式)。
步骤S2：接收服务器端发送的一个大于1的整数N，并创建N台虚拟机及对应的虚拟磁盘，创建成功后将虚拟机信息写入配置文件A；
步骤S3：接收客户端在成功创建虚拟机后发送的配置文件A，获取虚拟机信息，并根据虚拟机信息将包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本发送至客户端的各个虚拟机；
步骤S4：在每个参与测试的虚拟机中自动安装测试工具，接收服务器端发送的包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本，测试工具根据测试执行时间开始倒计时立即自动运行，将可靠性指标测试过程记录在性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中；
步骤S5：接收到测试用例脚本在所有客户端传输成功后开始执行的反馈信息后，监控客户端参与测试的虚拟机运行过程，将故障虚拟机信息写入虚拟机监控信息文件C，并接收客户端发送的性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E；
步骤S6：读取虚拟机监控信息文件C、性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中的数据信息，基于所述数据信息根据预设计算公式获取实际的可靠性指标，并基于实际的可靠性指标获取最终的可靠性结果值。
本发明实施例提的分布式存储集群的可靠性测试方法，提出了分布式软件存储集群特性的可靠性测试指标，并在测试过程前，引入预期目标值自定义，在测试过程中解决现有技术的对存储可靠性测试单一的问题，最后通过一系列统计、计算的算法公式得到可靠性结论，对存储设备的研发、采购等各类型企业具备参考意义，特别是对分布式存储软件的研发、采购等各类型企业具备参考意义。
实施例4
本发明实施例提供一种服务器，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行实施例1中所述的分布式存储集群的可靠性测试方法。
本发明实施例提供还提供一种客户端，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行实施例2中所述的分布式存储集群的可靠性测试方法。
服务器和客户端均可以由如图8所示的硬件结构组成，包括：至少一个处理器401，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速RAM存储器(Ramdom Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。存储器404中存储一组程序代码，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行实施例1中或者实施例2中所述的测试方法。
其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。
可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本申请实施例1或实施例2中所述的分布式存储集群的可靠性测试方法。
本发明实施例还提供一种分布式存储集群的可靠性测试系统，包括：上述的服务器和上述的客户端。
实施例5
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述实施例1中或者实施例2中所述的测试方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard DiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
显然，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。而由此所引申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 (9)

1.一种分布式存储集群的可靠性测试方法，其特征在于，应用于服务器端，包括如下步骤：
设置虚拟机的数量N、可靠性指标及其预期测试目标、测试执行时间T，将虚拟机的数量N、测试执行时间T发送至客户端，可靠性指标包括：测试完成率、性能抖动率和数据完整率，可靠性指标的预期测试目标包括：目标测试完成率的预期测试目标是a％，性能抖动率预期测试目标是b％，数据完整率的预期测试目标是c％；
接收客户端在成功创建虚拟机后发送的配置文件A，获取虚拟机信息，并根据虚拟机信息将包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本发送至客户端的各个虚拟机；
接收到测试用例脚本在所有客户端传输成功后开始执行的反馈信息后，监控客户端参与测试的虚拟机运行过程，将故障虚拟机信息写入虚拟机监控信息文件C，并接收客户端发送的性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E；
读取虚拟机监控信息文件C、性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中的数据信息，基于所述数据信息根据预设计算公式获取实际的可靠性指标，并基于实际的可靠性指标获取最终的可靠性结果值，包括：
通过读取虚拟机监控信息文件C，获取参与测试的虚拟机整个测试周期内的故障客户端数量F，根据公式：实际测试完成率C2＝(F/N)*100％，得到测试完成率的实际结果；
通过性能数据记录文件D，获取参与测试的虚拟机整个测试周期内的性能数据，根据离散度计算公式获取每个测试参与的虚拟机的离散度值，再通过公式：性能抖动率P2＝(离散度值1+离散度值2+……+离散度值N)/N*1000％，得到性能抖动率的实际结果；
读取数据完整性记录文件E，计算出参与测试的虚拟机在整个测试周期内的总的发生数据校验的次数、数据校验失败的次数，根据公式：数据完整率D2＝数据校验失败的次数/总的发生数据校验的次数，得到数据完整率的实际结果；
计算测试完成率、性能抖动率、数据完整率的预期结果和实际结果的偏差值，将各个可靠性指标的偏差值*对应的预设权重值，得到各个可靠性指标的偏差率；
根据各个可靠性指标的最终偏差率，根据公式：可靠性结果值＝100％-(测试完成率偏差率+性能抖动率偏差率+数据完整率偏差率)/3，得到本次存储集群的可靠性测试的可靠性结果值。
2.一种分布式存储集群的可靠性测试方法，其特征在于，应用于客户端，包括如下步骤：
接收服务器端发送的一个大于1的整数N，并创建N台虚拟机及对应的虚拟磁盘，创建成功后将虚拟机信息写入配置文件A；
在每个参与测试的虚拟机中自动安装测试工具，接收服务器端发送的包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本，测试工具根据测试执行时间开始倒计时立即自动运行，将可靠性指标测试过程记录在性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中，包括：
在每个参与测试的虚拟机中自动安装开源测试工具；
所述测试工具在测试虚拟机中模拟一种io读写请求的应用，以预设小io单位作为块大小向分布式存储下发请求，以预设深度作为队列深度，以随机混合读写作为io性能测试的负载方式，以随机读写的选择小io的方式，并且以间断io，固定测试时间的方式进行测试；当完成周期内的io读写后，按照每个虚拟机单独准备1个性能数据记录文件D，测试工具完成测试后，测试结果自动写进性能数据记录文件D，每间隔固定周期会记录1个数据，直达满足倒计时T，所有测试进程终止；
利用随机调度函数使所有虚拟机随机互相发送、接收数据，根据预设数据完整性校验方法检验数据的完整性，将结果写入数据完整性记录文件E；
当满足倒计时T时，终止所有虚拟机测试，并将性能数据记录文件D、数据完整性记录文件E回传至测试发起的服务器端。
3.根据权利要求2所述的分布式存储集群的可靠性测试方法，其特征在于，根据预设数据完整性校验方法检验数据的完整性的过程，包括：
所有测试虚拟机生成一定容量的数据文件，将源数据连带校验值以文件夹的形式一起传输到目标端，所述目标端是通过随机调度函数筛选；
目标端先读校验值，再读取源数据，最后比较校验值是否一致，如果校验值不一致则数据完整校验失败，记为1；校验值一致则数据完整校验成功，记为0，将结果写入数据完整性记录文件E，以同样的方式每间隔固定周期会记录1个校验数据，将结果写入数据完整性记录文件E，直达满足倒计时T。
4.一种分布式存储集群的可靠性测试装置，应用于服务器端，其特征在于，包括：
测试参数设置模块，用于设置虚拟机的数量N、可靠性指标及其预期测试目标、测试执行时间T，将虚拟机的数量N、测试执行时间T发送至客户端，可靠性指标包括：测试完成率、性能抖动率和数据完整率，可靠性指标的预期测试目标包括：目标测试完成率的预期测试目标是a％，性能抖动率预期测试目标是b％，数据完整率的预期测试目标是c％；
测试脚本发送模块，用于接收客户端在成功创建虚拟机后发送的配置文件A，获取虚拟机信息，并根据虚拟机信息将包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本发送至客户端的各个虚拟机；
测试过程文件获取模块，用于接收到测试用例脚本在所有客户端传输成功后开始执行的反馈信息后，监控客户端参与测试的虚拟机运行过程，将故障虚拟机信息写入虚拟机监控信息文件C，并接收客户端发送的性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E；
可靠性结果计算模块，用于读取虚拟机监控信息文件C、性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中的数据信息，基于所述数据信息根据预设计算公式获取实际的可靠性指标，并基于实际的可靠性指标获取最终的可靠性结果值，包括：
通过读取虚拟机监控信息文件C，获取参与测试的虚拟机整个测试周期内的故障客户端数量F，根据公式：实际测试完成率C2＝(F/N)*100％，得到测试完成率的实际结果；
通过性能数据记录文件D，获取参与测试的虚拟机整个测试周期内的性能数据，根据离散度计算公式获取每个测试参与的虚拟机的离散度值，再通过公式：性能抖动率P2＝(离散度值1+离散度值2+……+离散度值N)/N*1000％，得到性能抖动率的实际结果；
读取数据完整性记录文件E，计算出参与测试的虚拟机在整个测试周期内的总的发生数据校验的次数、数据校验失败的次数，根据公式：数据完整率D2＝数据校验失败的次数/总的发生数据校验的次数，得到数据完整率的实际结果；
计算测试完成率、性能抖动率、数据完整率的预期结果和实际结果的偏差值，将各个可靠性指标的偏差值*对应的预设权重值，得到各个可靠性指标的偏差率；
根据各个可靠性指标的最终偏差率，根据公式：可靠性结果值＝100％-(测试完成率偏差率+性能抖动率偏差率+数据完整率偏差率)/3，得到本次存储集群的可靠性测试的可靠性结果值。
5.一种分布式存储集群的可靠性测试装置，应用于客户端，其特征在于，包括：
虚拟机创建模块，用于接收服务器端发送的一个大于1的整数N，并创建N台虚拟机及对应的虚拟磁盘，创建成功后将虚拟机信息写入配置文件A；
测试执行模块，用于在每个参与测试的虚拟机中自动安装测试工具，接收服务器端发送的包含可靠性指标测试执行时间T的测试用例脚本，测试工具根据测试执行时间开始倒计时立即自动运行，将可靠性指标测试过程记录在性能数据记录文件D和数据完整性记录文件E中，包括：
在每个参与测试的虚拟机中自动安装开源测试工具；
所述测试工具在测试虚拟机中模拟一种io读写请求的应用，以预设小io单位作为块大小向分布式存储下发请求，以预设深度作为队列深度，以随机混合读写作为io性能测试的负载方式，以随机读写的选择小io的方式，并且以间断io，固定测试时间的方式进行测试；当完成周期内的io读写后，按照每个虚拟机单独准备1个性能数据记录文件D，测试工具完成测试后，测试结果自动写进性能数据记录文件D，每间隔固定周期会记录1个数据，直达满足倒计时T，所有测试进程终止；
利用随机调度函数使所有虚拟机随机互相发送、接收数据，根据预设数据完整性校验方法检验数据的完整性，将结果写入数据完整性记录文件E；
当满足倒计时T时，终止所有虚拟机测试，并将性能数据记录文件D、数据完整性记录文件E回传至测试发起的服务器端。
6.一种服务器，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1所述的分布式存储集群的可靠性测试方法。
7.一种客户端，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求2或3任一项所述的分布式存储集群的可靠性测试方法。
8.一种分布式存储集群的可靠性测试系统，其特征在于，包括：权利要求6所述的服务器和权利要求7所述的客户端。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1或权利要求2或3任一项所述的分布式存储集群的可靠性测试方法。
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