Virtio Block 성능 벤치마크

QEMU와 KVM환경에서 띄운 Ubuntu VM의 스토리지 성능을 Virtio Block을 사용할 때와 아닐 때를 각각 나누어서 측정을 해보았고 최적화 옵션을 적용할 때 Host대비 얼마정도의 성능을 내는지도 실험 해봤다.

1. 실험 방법

벤치마크툴은 iozone을 사용했고 적용한 옵션은 다음과 같다.

iozone -e -I -a -s 100M -r 4k -r 4096k -r 16384k -i 0 -i 1 -i 2

여기서 주목해야할 옵션 항목만 짚고 넘어가자.

• -r 은 record할 사이즈를 말하며 여러개의 인자를 전달하면 인자의 개수만큼 측정한다.
• -i 는 측정할 실험 항목을 의미한다. (0=write/rewrite, 1=read/re-read, 2=random-read/write)
• -s 는 읽고 쓸 데이터의 크기를 의미한다.

2. 실험환경

Host 환경

- CPU: Intel(R) Core(TM) i5-6600 CPU @ 3.30GHz

- Memory: 8G

- Storage: SSD

Guest VM 환경

- CPU: Intel(R) Core(TM) i5-6600 CPU @ 3.30GHz

- Memory: 4G

- Storage: VirtioBlock(1) / Qemu Storage(2)

3. 측정결과 및 분석

(1) Record Size: 4K

4K	write	rewrite	read	reread	R/Read	R/Reread
Host	108531	140209	130116	149202	41372	108057
VM(VirtioIO)	56260	76539	74808	76864	33816	73393
VM(QEMU Storage)	10231	13252	11558	15289	13324	17782

(2) Record Size: 4096K

4096K	write	rewrite	read	reread	R/Read	R/Reread
Host	475827	493225	500618	506168	506449	491150
VM(VirtioIO)	381458	385537	406131	403043	408653	387712
VM(QEMU Storage)	254328	260574	261297	268813	254842	259518

(3) Record Size: 16384K

16384K	write	rewrite	read	reread	R/Read	R/Reread
Host	495826	502281	524808	521351	520112	502445
VM(VirtioIO)	394283	431118	423213	417768	435611	418307
VM(QEMU Storage)	276397	269190	273982	288246	288831	268841

* 결과 단위는 KB/S이다.

- 측정 단위가(Record Size) 작을수록 VirtioBlock과 QEMU Storage의 성능차이가 많이 나며 커질 수록 어느정도 좁혀지나 40~60% 정도 Virtio Block의 성능이 더 우수한 것으로 수렴한다.

- QEMU Storage 일때는 Host의 절반 정도(53%~55%)이지만  Virtio Block 옵션을 적용하면 Host 대비 80% 정도의 성능을 낸다. Host의 Storage 성능이 워낙 빠르기 때문에 (SSD) 20% 정도의 성능을 손해보더라도 불편함없이 사용할 수 있을 것 같다.

- SSD로 띄운 VM은 최적화 옵션을 넣지 않아도 HDD로 띄운 Host보다 성능이 우수하게 나온다. 성능 구린 PC를 하나 더 사는 것 보다는 성능 좋은 PC에 Virtual Machine을 띄우는게 경제적으로나 성능적으로나 우수해보인다.

16384K	write	rewrite	read	reread	R/Read	R/Reread
Host(HDD)	135480	126629	155426	168672	136012	126976
VM (Virtio based SSD)	394283	431118	423213	417768	435611	418307
VM(QEMU Storage)	276397	269190	273982	288246	288831	268841