CN114281621B - 一种smr硬盘的性能测试方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种SMR硬盘的性能测试方法和系统，其中，SMR硬盘的性能测试方法包括：查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息；将写指针重置到逻辑区块地址的起始位置；使用libzbc库包含的测试工具，控制写指针从起始位置对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能测试；根据写操作性能测试的测试结果，生成测试日志。本发明的技术方案能解决现有技术中SMR硬盘写数据不准确的问题。

Description

一种SMR硬盘的性能测试方法和系统

技术领域

本发明涉及服务器技术领域，尤其涉及一种SMR硬盘的性能测试方法和系统。

背景技术

叠瓦式磁记录SMR硬盘是一种采用新型磁存储技术的高容量硬盘。SMR硬盘能够将盘片上的数据磁道部分重叠，就像屋顶上的瓦片一样，因此SMR硬盘采用的技术被称为叠瓦式磁记录技术。该技术在制造工艺方面的变动非常微小，但却可以大幅提高磁盘存储密度。在数据量飞速增长的当今世界，SMR技术可以有效降低单位容量的磁盘存储成本，是未来高密度磁盘存储技术的发展潮流。

SMR硬盘的读行为和普通磁盘相同，但是它的写行为有了巨大的变化：不再支持随机写和原地更新写。这是由于SMR盘上新写入的磁道会覆盖与之重叠的所有磁道，从而摧毁磁道上原有的数据；换言之，相较传统硬盘而言，SMR盘不再支持随机写，只能进行顺序追加写。

上述SMR硬盘的写入方式的限制，给SMR硬盘的存储使用带来了巨大挑战。现有的硬盘性能测试方法通常是针对垂直式磁记录PMR和纵向或称水平的磁记录LMR硬盘的，通常使用fio工具以及libaio引擎对待测硬盘进行顺序、随机或者混合读写测试。然而因为现有技术不支持libzbc库，测试时会从C-Zone开始写，导致测试出来的SMR硬盘数据不准确。

发明内容

本发明提供了一种SMR硬盘的性能测试方法和系统，旨在解决现有技术中SMR硬盘写数据不准确的问题。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种SMR硬盘的性能测试方法，包括：

查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息；

将写指针重置到逻辑区块地址的起始位置；

使用libzbc库包含的测试工具，控制写指针从起始位置对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能测试；

根据写操作性能测试的测试结果，生成测试日志。

优选地，上述查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息的步骤，包括：

查询SMR硬盘的逻辑区块地址的起始位置和大小；以及，

查询数据块信息所包含所有数据块的数量和位置。

优选地，上述控制写指针从起始位置对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能测试的步骤，包括：

根据起始位置，计算写指针到SMR硬盘中特定数据块信息的偏移量；

使用libzbc库包含的测试工具，控制写指针跳过SMR硬盘的C-Zone数据块信息；

根据偏移量，控制写指针从起始位置开始依次对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作。

优选地，上述根据写操作性能测试的测试结果，生成测试日志的步骤，包括：

使用libzbc库包含的测试工具，获取每个特定数据块信息的写操作测试结果；

将写操作测试结果生成测试日志并按预定格式存储至数据库中。

优选地，上述性能测试方法，还包括：

当获取特定数据块信息的写操作测试结果后，将写指针重置到逻辑区块地址的起始位置；

根据下一数据块的大小，重新计算写指针的偏移量；

按照偏移量，控制写指针对下一数据块进行写操作；

依次执行上述步骤，直至获取到SMR磁盘中每个特定数据块信息的写操作测试结果。

根据本发明的第二方面，本发明还提供了一种SMR硬盘的性能测试系统，包括：

查询模块，用于查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息；

第一重置模块，用于将写指针重置到逻辑区块地址的起始位置；

测试模块，用于使用libzbc库包含的测试工具，控制写指针从起始位置对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能测试；

生成模块，用于根据写操作性能测试的测试结果，生成测试日志。

优选地，上述查询模块，包括：

逻辑区块地址查询子模块，用于查询SMR硬盘的逻辑区块地址的起始位置和大小；以及，

数据块查询子模块，用于查询数据块信息所包含所有数据块的数量和位置。

优选地，上述测试模块，包括：

偏移量计算子模块，用于根据起始位置，计算写指针到SMR硬盘中特定数据块信息的偏移量；

写指针控制子模块，用于使用libzbc库包含的测试工具，控制写指针跳过SMR硬盘的C-Zone数据块信息；

写操作执行子模块，用于根据偏移量，控制写指针从起始位置开始依次对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作。

优选地，上述生成模块，包括：

结果获取子模块，用于使用libzbc库包含的测试工具，获取每个特定数据块信息的写操作测试结果；

日志存储子模块，用于将写操作测试结果生成测试日志并按预定格式存储至数据库中。

优选地，所述性能测试系统，还包括：

第二重置模块，用于当获取特定数据块信息的写操作测试结果后，将写指针重置到逻辑区块地址的起始位置；

计算模块，用于根据下一数据块的大小，重新计算写指针的偏移量；

写操作模块，用于按照偏移量，控制写指针对下一数据块进行写操作，依次执行上述步骤，直至获取到SMR磁盘中每个特定数据块信息的写操作测试结果。

本申请提供的SMR硬盘的性能测试方案，通过查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息，然后将写指针重置到逻辑区块地址的起始位置，然后使用libzbc库包含的测试工具，控制写指针重起始位置对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能的测试，根据测试结果生成测试日志。因为本申请提供的SMR硬盘的性能测试方案是支持libzbc库的，调用libzbc库包含的测试工具，控制写指针对SMR硬盘的特定数据块信息进行操作性能测试，这样能够跳过C-Zone数据块，从而解决了现有计算中传统测试方式导致的SMR硬盘数据不准确的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的第一种SMR硬盘的性能测试方法的流程示意图；

图2是图1所示实施例提供的一种SMR硬盘查询方法的流程示意图；

图3是图1所示实施例提供的一种数据块信息写操作性能测试方法的流程示意图；

图4是图1所示实施例提供的一种测试日志生成方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的第二种SMR硬盘的性能测试方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的第一种SMR硬盘的性能测试系统的结构示意图；

图7是图6所示实施例提供的一种查询模块的结构示意图；

图8是图6所示实施例提供的一种测试模块的结构示意图；

图9是图6所示实施例提供的一种生成模块的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的第二种SMR硬盘的性能测试系统的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要技术问题如下：

现有的SMR硬盘的读行为和普通磁盘相同，但是它的写行为有了巨大的变化：不再支持随机写和原地更新写。这是由于SMR盘上新写入的磁道会覆盖与之重叠的所有磁道，从而摧毁磁道上原有的数据；换言之，相较传统硬盘而言，SMR盘不再支持随机写，只能进行顺序追加写。

上述SMR硬盘的写入方式的限制，给SMR硬盘的存储使用带来了巨大挑战。现有的硬盘性能测试方法通常是针对垂直式磁记录PMR和纵向或称水平的磁记录LMR硬盘的，通常使用fio工具以及libaio引擎对待测硬盘进行顺序、随机或者混合读写测试。然而因为现有技术不支持libzbc库，测试时会从C-Zone开始写，导致测试出来的SMR硬盘数据不准确。

为了解决上述问题，具体参见图1，图1为本发明实施例提供的一种SMR硬盘的性能测试方法的流程示意图。如图1所示，该SMR硬盘的性能测试方法，包括以下步骤：

S110：查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息。通过查询逻辑区块地址和数据块信息，能够获取到SMR硬盘中数据信息的起始位置，并且查找C-Zone等数据块的位置等信息。通过查询上述信息能够测试各个Block的读写性能。

作为一种优选的实施例，具体地，如图2所示，该查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息的步骤，包括：

S111：查询SMR硬盘的逻辑区块地址的起始位置和大小；以及，

S112：查询数据块信息所包含所有数据块的数量和位置。

通常服务器中会插入待测的SMR硬盘后会获取对应的盘符，通过调用查询工具查询该盘符，即可查询得到该硬盘的信息。SMR硬盘上每个数据块Zone上都有标记，通过导入SMR硬盘即可查询得到上述数据库的数量和位置。通过查询逻辑区块地址的起始位置和大小，能够控制写指针从该逻辑区块地址的起始位置开始执行写操作，并且通过查询所有数据块的数量和位置，能够跳过C-Zone数据块对SMR硬盘上特定的数据库进行写操作，从而得到准确的测试结果。

在查询该SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息后，如图1所示，该SMR硬盘的性能测试方法还包括以下步骤：

S120：将写指针重置到逻辑区块地址的起始位置。通过将写指针重置到逻辑区块地址的起始LBA位置，这样调用相应的写测试工具即可遍历测试该SMR硬盘的相应区块，得到准确的性能测试结果。其中，顺序写测试时必须执行此步骤，顺序读和顺序混合读写不需执行此步骤。

S130：使用libzbc库包含的测试工具，控制写指针从起始位置对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能测试。读写性能测试系统继承了smr_fio测试工具及libzbc等库。libzbc库被集成在一个rpmb包中，在测试系统中安装该rpmb包，进行性能测试时，使用smr_fio工具时指定IO引擎为libzbc即可调用，需要指定offset才能跳过C-Zone。

作为一种优选的实施例，如图3所示，该控制写指针从起始位置对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能测试的步骤包括：

S131：根据起始位置，计算写指针到SMR硬盘中特定数据块信息的偏移量。

S132：使用libzbc库包含的测试工具，控制写指针跳过SMR硬盘的C-Zone数据块信息。

S133：根据偏移量，控制写指针从起始位置开始依次对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作。

具体地，跳过C-Zone测试SMR硬盘性能需计算出偏移量offset＝起始LBA*zone块大小(通常是512)，然后依次执行顺序写、顺序读、顺序混合读写性能测试。对硬盘进行读写操作的数据块Block通常为4K、8K、16K、32K、64K、128K、256K、512K、1M、16M和32M。其中，队列深度QD为1；其它参数参见下面描述配置：--direct＝1--ioengine＝libzbc--time_based＝1--thread＝1--group_reporting--log_avg_msec＝500--bwavgtime＝500-numjobs＝1--iodepth＝1--rw-$rw--bs＝$blocksize--runtime＝600。

在进行SMR硬盘的写操作性能测试后，图1所示的SMR硬盘的性能测试方法还包括以下步骤：

S140：根据写操作性能测试的测试结果，生成测试日志。性能测试完成后生成测试日志，处理系统将每个盘各个Block的读写性能处理后汇总到一个excel表中。

作为一种优选的实施例，如图4所示，该根据写操作性能测试的测试结果，生成测试日志的步骤，包括：

S141：使用libzbc库包含的测试工具，获取每个特定数据块信息的写操作测试结果。通过使用libzbc库包含的测试工具，获取每个特定数据块信息的写操作测试结果，在执行顺序写测试时，每测试完一个Block需重置一次写指针，否则测试时会报错。这样能够得到SMR硬盘上每个数据块的性能信息。

S142：将写操作测试结果生成测试日志并按预定格式存储至数据库中。测试日志可以汇总为一个excel表，然后存储至数据库中。

本申请实施例提供的SMR硬盘的性能测试方法，通过查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息，然后将写指针重置到逻辑区块地址的起始位置，然后使用libzbc库包含的测试工具，控制写指针重起始位置对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能的测试，根据测试结果生成测试日志。因为本申请提供的SMR硬盘的性能测试方案是支持libzbc库的，调用libzbc库包含的测试工具，控制写指针对SMR硬盘的特定数据块信息进行操作性能测试，这样能够跳过C-Zone数据块，从而解决了现有计算中传统测试方式导致的SMR硬盘数据不准确的问题。

作为一种优选的实施例，如图5所示，本申请实施例提供的SMR硬盘的性能测试方法除了上述步骤外还包括：

S210：当获取特定数据块信息的写操作测试结果后，将写指针重置到逻辑区块地址的起始位置。

S220：根据下一数据块的大小，重新计算写指针的偏移量。

S230：按照偏移量，控制写指针对下一数据块进行写操作。

依次执行上述步骤，直至获取到SMR磁盘中每个特定数据块信息的写操作测试结果。执行顺序写测试时，每测试完一个数据块Block需重置一次写指针，否则测试时会报错。这样按照该偏移量控制写指针对下一数据块进行写操作，能够遍历SMR磁盘上是硬盘数据，得到准确全面的测试结果。

为了实现上述方法，本申请下述各实施例还提供SMR硬盘的性能测试系统，通过下述SMR硬盘的性能测试系统能够实现上述方法的功能，因为具体操作步骤上述方法已经提及，因此重复部分不再赘述。

参见图6，图6为本发明实施例提供的一种SMR硬盘的性能测试系统的结构示意图。如图6所示，该SMR硬盘的性能测试系统包括：

查询模块110，用于查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息；

第一重置模块120，用于将写指针重置到逻辑区块地址的起始位置；

测试模块130，用于使用libzbc库包含的测试工具，控制写指针从起始位置对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能测试；

生成模块140，用于根据写操作性能测试的测试结果，生成测试日志。

本申请实施例提供的SMR硬盘的性能测试系统，通过查询模块110查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息，然后第一重置模块120将写指针重置到逻辑区块地址的起始位置，然后测试模块130使用libzbc库包含的测试工具，控制写指针重起始位置对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能的测试，生成模块140根据测试结果生成测试日志。因为本申请提供的SMR硬盘的性能测试方案是支持libzbc库的，调用libzbc库包含的测试工具，控制写指针对SMR硬盘的特定数据块信息进行操作性能测试，这样能够跳过C-Zone数据块，从而解决了现有计算中传统测试方式导致的SMR硬盘数据不准确的问题。

作为一种优选的实施例，如图7所示，上述查询模块110包括：

逻辑区块地址查询子模块111，用于查询SMR硬盘的逻辑区块地址的起始位置和大小；以及，

数据块查询子模块112，用于查询数据块信息所包含所有数据块的数量和位置。

作为一种优选的实施例，如图8所示，上述测试模块130，包括：

偏移量计算子模块131，用于根据起始位置，计算写指针到SMR硬盘中特定数据块信息的偏移量；

写指针控制子模块132，用于使用libzbc库包含的测试工具，控制写指针跳过SMR硬盘的C-Zone数据块信息；

写操作执行子模块133，用于根据偏移量，控制写指针从起始位置开始依次对SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作。

作为一种优选的实施例，如图9所示，上述生成模块140包括：

结果获取子模块141，用于使用libzbc库包含的测试工具，获取每个特定数据块信息的写操作测试结果；

日志存储子模块142，用于将写操作测试结果生成测试日志并按预定格式存储至数据库中。

另外，作为一种优选的实施例，如图10所示，本申请实施例提供的性能测试系统除了上述模块外还包括：

第二重置模块150，用于当获取特定数据块信息的写操作测试结果后，将写指针重置到逻辑区块地址的起始位置；

计算模块160，用于根据下一数据块的大小，重新计算写指针的偏移量；

写操作模块170，用于按照偏移量，控制写指针对下一数据块进行写操作，依次执行上述步骤，直至获取到SMR磁盘中每个特定数据块信息的写操作测试结果。

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、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。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种SMR硬盘的性能测试方法，其特征在于，包括：

查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息；

将写指针重置到所述逻辑区块地址的起始位置；

使用libzbc库包含的测试工具，控制所述写指针从所述起始位置对所述SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能测试；

根据所述写操作性能测试的测试结果，生成测试日志；

所述控制所述写指针从所述起始位置对所述SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能测试的步骤，包括：

根据所述起始位置，计算所述写指针到SMR硬盘中特定数据块信息的偏移量；

使用所述libzbc库包含的测试工具，控制所述写指针跳过所述SMR硬盘的C-Zone数据块信息；

根据所述偏移量，控制所述写指针从所述起始位置开始依次对所述SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作；

还包括：

当获取特定数据块信息的写操作测试结果后，将所述写指针重置到所述逻辑区块地址的起始位置；

根据下一数据块的大小，重新计算所述写指针的偏移量；

按照所述偏移量，控制所述写指针对所述下一数据块进行写操作；

直至获取到所述SMR硬盘中每个所述特定数据块信息的写操作测试结果。

2.根据权利要求1所述的性能测试方法，其特征在于，所述查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息的步骤，包括：

查询所述SMR硬盘的逻辑区块地址的起始位置和大小；以及，

查询所述数据块信息所包含所有数据块的数量和位置。

3.根据权利要求1所述的性能测试方法，其特征在于，所述根据所述写操作性能测试的测试结果，生成测试日志的步骤，包括：

使用所述libzbc库包含的测试工具，获取每个所述特定数据块信息的写操作测试结果；

将所述写操作测试结果生成测试日志并按预定格式存储至数据库中。

4.一种SMR硬盘的性能测试系统，其特征在于，包括：

查询模块，用于查询SMR硬盘的逻辑区块地址和数据块信息；

第一重置模块，用于将写指针重置到所述逻辑区块地址的起始位置；

测试模块，用于使用libzbc库包含的测试工具，控制所述写指针从所述起始位置对所述SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作性能测试；

生成模块，用于根据所述写操作性能测试的测试结果，生成测试日志；

所述测试模块，包括：

偏移量计算子模块，用于根据所述起始位置，计算所述写指针到SMR硬盘中特定数据块信息的偏移量；

写指针控制子模块，用于使用所述libzbc库包含的测试工具，控制所述写指针跳过所述SMR硬盘的C-Zone数据块信息；

写操作执行子模块，用于根据所述偏移量，控制所述写指针从所述起始位置开始依次对所述SMR硬盘的特定数据块信息进行写操作；

还包括：

第二重置模块，用于当获取特定数据块信息的写操作测试结果后，将所述写指针重置到所述逻辑区块地址的起始位置；

计算模块，用于根据下一数据块的大小，重新计算所述写指针的偏移量；

写操作模块，用于按照所述偏移量，控制所述写指针对所述下一数据块进行写操作，直至获取到所述SMR硬盘中每个所述特定数据块信息的写操作测试结果。

5.根据权利要求4所述的性能测试系统，其特征在于，所述查询模块，包括：

逻辑区块地址查询子模块，用于查询所述SMR硬盘的逻辑区块地址的起始位置和大小；以及，

数据块查询子模块，用于查询所述数据块信息所包含所有数据块的数量和位置。

6.根据权利要求4所述的性能测试系统，其特征在于，所述生成模块，包括：

结果获取子模块，用于使用所述libzbc库包含的测试工具，获取每个所述特定数据块信息的写操作测试结果；

日志存储子模块，用于将所述写操作测试结果生成测试日志并按预定格式存储至数据库中。