云服務(wù)器哪家強？AWS、Azure、阿里云等深度評測

寫在前面：

上云在今天幾乎已經(jīng)成了很多企業(yè)的標(biāo)配，云服務(wù)器因為不需要運維人員去機房維護(hù)，也不需要企業(yè)去建設(shè)機房等，大大降低了企業(yè)的IT資源門檻，可以幫助用戶快速實現(xiàn)業(yè)務(wù)部署。云服務(wù)器的隨需隨買、靈活彈性也讓企業(yè)可以從容應(yīng)對流量高峰。

隨著云計算行業(yè)發(fā)展越發(fā)成熟，廠商們服務(wù)器迭代越來越快、服務(wù)器的種類也是五花八門，不同的廠商的云服務(wù)器性能也讓企業(yè)們非常關(guān)注。

在國際市場，亞馬遜AWS、微軟Azure和阿里云分列前三。在國內(nèi)市場，阿里云占據(jù)了近一半份額，緊隨其后的是騰訊云和華為云等。

因此，筆者選取了上述幾家云廠商的主力產(chǎn)品，分別從計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲等多維度進(jìn)行深度分析，并在MySQL、Redis和Ngnix等典型場景下進(jìn)行測試。

準(zhǔn)備：機型選定

此次評測我們選取了各家云廠商最新CPU對應(yīng)的規(guī)格，均為搭載英特爾的Cascade Lake CPU的中主頻機型，同樣選擇8核32G的機型，這是一般企業(yè)在平日業(yè)務(wù)中用得最多的規(guī)格，最接近實際業(yè)務(wù)需要。操作系統(tǒng)也都選擇了一樣的CentOS 7.4。

目前谷歌云并未進(jìn)入中國市場，對于國內(nèi)用戶來說，使用非常不方便，因此就不進(jìn)行評測了。

我們分別選定了AWS的通用實例m5、微軟Azure常規(guī)用途系列Ddv4、阿里云六代增強型實例g6e、騰訊云的標(biāo)準(zhǔn)型S5、華為云通用計算增強型c6s。由于華為沒有32G內(nèi)存的，我們選擇了8核16G的c6s。這里沒有選擇華為的c6型是因為其c6的vCPU不與物理CPU的超線程綁定，無法保證穩(wěn)定的計算性能。

服務(wù)器最重要的無非是計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)性能，接下來，我們會這三大方面去評測。最后，我們還會看下特定業(yè)務(wù)運行在幾家的服務(wù)器上的情況。

一、計算性能

1、整體性能

首先我們對五款云服務(wù)器做整體計算性能的跑分。做任何的業(yè)務(wù)計算都需要占用大量CPU的運算能力，比如直播等視頻編解碼等，業(yè)務(wù)高峰期CPU的利用率經(jīng)常會達(dá)到90%以上。

測試工具：我們選擇了評測工具SPEC CPU。SPEC CPU是標(biāo)準(zhǔn)性能評價機構(gòu)(Standard Performance Evaluation Corporation，簡稱SPEC)開發(fā)的用于評測CPU性能的基準(zhǔn)程序測試組，是一套CPU子系統(tǒng)測試工具。處理器、內(nèi)存和編譯器都會影響最終的測試結(jié)果，而I/O（磁盤）、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)和圖形子系統(tǒng)對SPEC CPU2000的影響非常小。目前，SPEC CPU是業(yè)界首選的CPU評測工具。我們使用了其中的SPECint基準(zhǔn)測試程序來評測各家云服務(wù)器的整型處理性能。

結(jié)果：我們可以看到，Azure的計算性能分最好，阿里云排名第二，騰訊云和AWS次之，華為云的c6s分?jǐn)?shù)最低。

2、浮點計算能力/CPU性能

接下來，我們看下浮點運算能力，包括單核、多核浮點性能。使用的工具是Super Pi，這是一個比較聚焦和簡單的算例，專門算圓周率，跟CPU的主頻密切相關(guān)，耗時越短性能越高。

結(jié)果：我們可以看到，這個結(jié)果跟CPU主頻確實是密切相關(guān)的。在多核性能下，耗時最短的是Azure和華為云，然后是阿里云，最后分別是AWS和騰訊云。

除了CPU之外，內(nèi)存的性能在一定程度上決定系統(tǒng)表現(xiàn)，特別是針對大量訪問內(nèi)存的場景，如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。而幾乎所有的業(yè)務(wù)，都會用到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。內(nèi)存性能主要分為兩個方面，內(nèi)存帶寬和內(nèi)存延遲。

3、內(nèi)存帶寬

測試工具：Stream是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的用于內(nèi)存性能評估的基準(zhǔn)測試軟件，其包括Copy（復(fù)制）、Scale（乘法）、Add（加法）以及Triad（三者復(fù)合）四種不同操作情況下的內(nèi)存帶寬表現(xiàn)。

測試結(jié)果：阿里云g6e與華為云c6s差不多，算并列第一，騰訊云第二，AWS第三，Azure明顯落后。

4、內(nèi)存延遲

測試工具：MLC為Intel官方提供的免費內(nèi)存測試工具，可以有效方便地測試內(nèi)存延時。

測試結(jié)果：華為云的內(nèi)存延時最低，僅為85ns；阿里云、騰訊云也在90ns左右，剩下分別是Azure、AWS。

二、網(wǎng)絡(luò)性能

接下來是網(wǎng)絡(luò)性能，我們主要看PPS和時延。

1、PPS

PPS是每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包數(shù)量，直播等網(wǎng)絡(luò)要求較高場景對PPS要求比較高。單實例PPS越大，網(wǎng)絡(luò)性能越強，往往意味著可支撐更大的業(yè)務(wù)量。

在業(yè)務(wù)運行過程中，如果PPS比較高，QPS也會相對應(yīng)更高。比如在非常常見的發(fā)彈窗場景，PPS高的機器能承載的發(fā)彈窗數(shù)量更高，有利于節(jié)省業(yè)務(wù)成本。

測試工具：Netperf是一種網(wǎng)絡(luò)性能的測量工具，主要針對基于TCP或UDP的傳輸。Netperf根據(jù)應(yīng)用的不同，可以進(jìn)行不同模式的網(wǎng)絡(luò)性能測試，即批量數(shù)據(jù)傳輸（bulk data transfer）模式和請求/應(yīng)答（request/reponse）模式。Netperf測試結(jié)果所反映的是一個系統(tǒng)能夠以多快的速度向另外一個系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，以及另外一個系統(tǒng)能夠以多塊的速度接收數(shù)據(jù)。

測試方法：在云主機A上安裝netperf的netserver作為服務(wù)器端，云主機B上安裝netperf作為客戶端，在不運行應(yīng)用情況下，云主機B壓測云主機A（數(shù)據(jù)包大小1），測試云主機A的網(wǎng)絡(luò)UDP收PPS性能。

網(wǎng)絡(luò)壓力持續(xù)時間為5分鐘，取云主機A收到壓力50秒后持續(xù)200秒的PPS平均值。

測試結(jié)果：阿里云g6e的網(wǎng)絡(luò)PPS上明顯領(lǐng)先，AWS m5和華為云c6s居中，騰訊云S5次之，Azure Ddv4明顯落后。

這里除了AWS廠商沒有對實例規(guī)格做了QOS規(guī)定，可能就是沒有限速，而其他云廠商都做了QoS（質(zhì)量控制）限制，且是符合QoS要求的，所以我們更應(yīng)該看下面一定壓力下的延遲數(shù)據(jù)，這個對于用戶來說更有意義。

2、網(wǎng)絡(luò)延遲

延遲是大多數(shù)企業(yè)非常關(guān)注指標(biāo)。因為比如在游戲和直播的業(yè)務(wù)，對延遲是十分敏感的，這是最關(guān)鍵的指標(biāo)之一。

測試工具：sockperf，是基于套接字API的網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)測試實用程序，旨在測試高性能系統(tǒng)的性能（延遲和吞吐量）,也適用于測試常規(guī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能。它涵蓋了大多數(shù)套接字API調(diào)用和選項。

測試方法：用sockperf測試服務(wù)器在PPS 5000壓力環(huán)境下的時延。

測試結(jié)果：阿里云的網(wǎng)絡(luò)延時非常出色，AWS的也不錯，微軟和華為的機器延遲在40-50us左右，騰訊云S5的延時則明顯高于其他廠商。

三、存儲性能

存儲性能取決于不同的存儲實現(xiàn)，現(xiàn)階段不同的云服務(wù)器廠商會提供不同的存儲解決方案以應(yīng)對各種使用場景，目前SSD已經(jīng)成為趨勢，Ddv4暫時不能掛載超級SSD盤，無法測試。

對存儲需求最大主要是跑MySQL的場景，只需要用到一塊ESSD云盤。但一般來說廠商們出于QoS（質(zhì)量控制）的原因，即為了保證每臺實例的體驗（以免有用戶買了小規(guī)格云盤，卻占用了大量帶寬），會根據(jù)磁盤大小對云盤性能進(jìn)行限制，因此我們選擇了比較大的1.1T的云盤來測試，主要測的是IOPS和延遲。

1、IOPS

存儲IOPS影響著單臺機器能承載的業(yè)務(wù)量。電商場景就是非常典型的高IOPS的場景：用戶下單，業(yè)務(wù)場景一般有查詢和寫入兩種情況，查詢一般會用很多緩存；寫入場景就需要數(shù)據(jù)及時落盤，要求提高數(shù)據(jù)的寫入并發(fā)能力，需要很高的存儲IOPS。尤其在大促場景下，單盤更大的IOPS可以支撐更多用戶下單。

測試工具：fio是IO性能測試工具，可以運行在Linux、Windows等多種系統(tǒng)之上，可以用來測試本地磁盤、網(wǎng)絡(luò)存儲等的性能。

測試方法：我們在不運行應(yīng)用情況下，云主機掛載1100G的SSD云盤，并通過fio壓測（4K數(shù)據(jù)塊，隨機寫、隨機讀，隊列深度為64，numjobs為8）。對存儲持續(xù)壓測一段時間，取write/read的iops值。

結(jié)果：阿里云最好，領(lǐng)先其他幾乎一倍，華為云次之，AWS和騰訊云則是差不多。

2、讀寫延遲

存儲延遲則影響著用戶的體驗，比如在電商場景下，延遲越低用戶下單的響應(yīng)速度越快。

測試工具：fio

測試方法：Linux云主機安裝fio，在不運行應(yīng)用情況下，云主機掛載1100G的cloud_essd硬盤，并通過fio壓測（4K數(shù)據(jù)塊，隨機寫、隨機讀，隊列深度為1，numjobs為1）。存儲壓力持續(xù)時間一段時間，取write/read的lat值。

結(jié)果：綜合來看，阿里云延時最小，之后分別是AWS、Azure和華為云。

四、特定場景測試

即便跑分性能在高，云服務(wù)器畢竟是用來跑業(yè)務(wù)的，機器的性能最終還是要看E2E的性能。因此，我們選擇了最為常用的幾項應(yīng)用。

1、MySQL

MySQL是最流行的RDBMS(Relational Database Management System：關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))，在WEB應(yīng)用方面MySQL是最好的RDBMS應(yīng)用軟件之一。

其因為開源、速度、可靠性和適應(yīng)性而被廣泛使用。因而，運行MySQL的能行，也是衡量云服務(wù)器表現(xiàn)的一個重要指標(biāo)。

測試工具：sysbench是跨平臺的基準(zhǔn)測試工具，支持多線程，支持多種數(shù)據(jù)庫；主要包括以下幾種測試：cpu性能、磁盤io性能、調(diào)度程序性能、內(nèi)存分配及傳輸速度、POSIX線程性能、數(shù)據(jù)庫性能(OLTP基準(zhǔn)測試)。這里主要使用對數(shù)據(jù)庫性能的測試。

測試方法：選取相同配置的2臺Linux云主機進(jìn)行配置：云主機A上安裝mysql作為服務(wù)器端，云主機B上安裝mysql client及sysbench作為客戶端，在不運行其它應(yīng)用情況下，云主機B壓測云主機A，測試云主機A的mysql服務(wù)性能，結(jié)果為取QPS。網(wǎng)絡(luò)壓力持續(xù)時間為10分鐘，使用sysbench進(jìn)行壓測，獲取平均每秒請求數(shù)QPS。

結(jié)論：阿里云在MySQL的場景下性能表現(xiàn)突出，AWS和華為的次數(shù)不相上下，騰訊明顯落后。

由于微軟Azure本規(guī)格并不支持超級SSD盤，掛載普通云盤測試MySQL意義不大，因此略去。

2、Redis

Redis是一款開源、高性能的key-value分布式內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，基于內(nèi)存運行并支持持久化的NoSQL數(shù)據(jù)庫，當(dāng)前最熱門的NoSql數(shù)據(jù)庫之一。

緩存系統(tǒng)、排行榜（如微博的熱搜）、最新列表（如最新的視頻或新聞列表）、分布式鎖和單線程機制（如秒殺系統(tǒng)）等，都是Redis應(yīng)用的典型場景，在大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中都非常常見。

測試工具：Redis自帶了一個叫redis-benchmark的工具來模擬N個客戶端同時發(fā)出M個請求。

測試方法：與MySQL的類似，配置兩臺云主機，分別作為客戶端與服務(wù)器端進(jìn)行壓測，獲取平均每秒查詢數(shù)，分別壓測get、set、sadd、mset四種方式。

結(jié)論：綜合來看，阿里云g6e跑Redis的性能同樣是一騎絕塵，華為云和AWS不相伯仲，華為云險勝，騰訊次之，微軟Azure排名最后。

3、Ngnix

Nginx是一款被廣泛應(yīng)用的高性能的http服務(wù)器/反向代理服務(wù)器及電子郵件（IMAP/POP3）代理服務(wù)器。cpu、內(nèi)存等資源消耗卻非常低，運行非常穩(wěn)定。

測試工具：使用wrk進(jìn)行壓測，wrk是一款簡單的HTTP壓測工具，能用很少的線程壓出很大的并發(fā)量。

測試方法：與上類似，在不運行其它應(yīng)用情況下，作為客戶端的云主機B啟動wrk壓測作為服務(wù)器端的云主機A，測試云主機A的nginx服務(wù)接受性能。

壓測wrk的測試參數(shù)設(shè)定，-c參數(shù)連接數(shù)設(shè)為1000,-t線程數(shù)根據(jù)云主機B的核數(shù)計算得出（2倍核數(shù)），獲取平均每秒查詢數(shù)，分別壓測長連接和短連接兩種場景。

結(jié)論：華為云在長連接的QPS上稍勝一籌，短連接則略有遜色；阿里云則相反；接下來是AWS和騰訊云；微軟Azure再次排最后。

總結(jié)：綜合打分

我們可以根據(jù)上述跑分的排名，將各廠商每一項的排名記錄下來，并加總，最后總分最小的，就是服務(wù)器總排名最高的廠商。

根據(jù)得分表來看，阿里云位列綜合排名第一，在PPS、存儲IOPS上有相當(dāng)大的領(lǐng)先優(yōu)勢。在基礎(chǔ)性能（CPU、內(nèi)存）部分，每個廠商各有千秋，這個是硬件選型決定的，測出來的數(shù)據(jù)符合各個廠商硬件預(yù)期。

綜合來看，阿里云的g6e的表現(xiàn)還是非常出色的，搭載的CPU雖然不是頻率最高的，但存儲和網(wǎng)絡(luò)占據(jù)絕對性能優(yōu)勢，這依賴于阿里云在服務(wù)器架構(gòu)上的創(chuàng)新，對網(wǎng)絡(luò)硬件加速及存儲技術(shù)都做了創(chuàng)新優(yōu)化。

需要特別指出是，阿里云g6e在E2E方面的表現(xiàn)不俗，已領(lǐng)先國際友商一大截。E2E展現(xiàn)在使用云服務(wù)器時上層業(yè)務(wù)的表現(xiàn)，是最能體現(xiàn)綜合性能優(yōu)勢的。最終對比下來，阿里云這款g6e實例確實達(dá)到了不錯的效果。

其次是華為云，華為云在內(nèi)存性能這塊非常突出，如果內(nèi)存時延敏感可以考慮選擇華為云。其綜合能力也不錯，同樣的CPU性能沒拿到第一，但在E2E性能方面排名基本靠前。

接下來就是云計算祖師爺祖AWS，整體測試下來的感覺是比較均衡發(fā)展的，各方面都OK，唯獨在內(nèi)存延遲這里明顯落后，主頻的話由搭載的CPU決定，表現(xiàn)一般。

微軟Azure在CPU這塊性能第一，網(wǎng)絡(luò)延時也還可以，不過因為沒法掛載高性能云盤不好判斷存儲性能，其他性能表現(xiàn)一般，而且考慮到Azure在國內(nèi)的布點，對用戶又不太友好，著實不大推薦，如果業(yè)務(wù)對主頻敏感可以考慮。

最后是騰訊云，騰訊云的S5在計算性能、內(nèi)存帶寬和內(nèi)存延時上的跑分還不錯，Ngnix的性能表現(xiàn)也OK，浮點運算方面它雖然排第二，其實各家相差不大，但網(wǎng)絡(luò)延時方面S5顯然與其他實例差距有點大。

各家表現(xiàn)都已經(jīng)一目了然，在買的的時候可能還得考慮性價比。由于價格取決于各家云廠商折扣活動非常多，對不同用戶也有不同的優(yōu)惠政策，大家可以選購的時候結(jié)合自己的折扣考慮。