网络带宽如何影响 MySQL 性能

网络是数据库基础架构的主要部分。但是,通常性能基准测试是在本地计算机上完成的,客户端和服务器并置在一起。这样做是为了简化结构并排除一个以上的变量(网络部分),但是我们也忽略了网络对性能的影响。

对于像 MySQL Group Replication 这样的产品集群来说,网络更为重要。

在这篇文章中,我将介绍网络设置。这些都是简单而微不足道的,但却是让我们更了解复杂网络设置效果的基石。

安装

我将使用两台裸机服务器,通过专用的 10Gb 网络连接。

我将通过使用 ethtool-s eth1 speed1000duplex full autoneg off 命令更改网络接口速度来模拟 1Gb 网络。

我将运行一个简单的基准:

sysbench oltp_read_only --mysql-ssl=on --mysql-host=172.16.0.1 --tables=20 --table-size=10000000 --mysql-user=sbtest --mysql-password=sbtest --threads=$i --time=300 --report-interval=1 --rand-type=pareto 

运行时线程数从 1 到 2048 不等。所有数据都适合内存 -innodb_buffer_pool_size 足够大。因此工作负载在内存中占用大量 CPU:没有 IO 开销。

操作系统:Ubuntu 16.04

N1 基准-网络带宽

在第一个实验中,我将比较 1Gb 网络和 10Gb 网络。

显然,1Gb 网络性能是这里的瓶颈,如果我们迁移到 10Gb 网络,我们可以显着改善我们的结果。

要查看 1Gb 网络是瓶颈,我们可以检查 PMM(percona 的数据库监控管理开源工具) 中的网络流量图表:

我们可以看到我们的吞吐量达到了 116 MiB/s(或 928 Mb/s),这非常接近网络带宽。

但是,如果我们的网络基础设施仅限于 1Gb,我们可以做些什么?

N2 基准-协议压缩

MySQL 协议中有一个功能,您可以看到客户端和服务器之间的网络交换压缩:--mysql-compression=on。

让我们看看它将如何影响我们的结果。

这是一个有趣的结果。当我们使用所有可用的网络带宽时,协议压缩实际上有助于改善结果。

但是 10Gb 网络不是这种情况。压缩/解压缩所需的 CPU 资源是一个限制因素,通过压缩,吞吐量实际上只达到我们没有压缩的一半。

现在让我们谈谈协议加密,以及如何使用 SSL 影响我们的结果。

N3基准-网络加密

对于 1Gb 网络,SSL 加密显示了一些损失 - 单线程约为 10% - 但是否则我们再次达到带宽限制。我们还看到了大量线程的可扩展性,这在 10Gb 网络案例中更为明显。

使用 10Gb 时,SSL 协议在 32 个线程后不会扩展。实际上,它似乎是 MySQL 目前使用的 OpenSSL 1.0 中的可伸缩性问题。

在我们的实验中,我们看到 OpenSSL 1.1.1 提供了更好的可伸缩性,但是您需要从链接到 OpenSSL 1.1.1 的源代码中获得特殊的 MySQL 构建才能实现这一点。我没有在这里展示它们,因为我们没有生产二进制文件。

结论

1. 网络性能和利用率将影响一般应用程序吞吐量。

2. 检查您是否达到了网络带宽限制。

3. 如果受到网络带宽的限制,协议压缩可以改善结果,但如果不是,则可能会使事情变得更糟。

4. SSL 加密在线程数量较少的情况下会有一些损失(约10%),但对于高并发工作负载,它不会扩展。

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