自建开源Cassandra与GaussDB(for Cassandra)性能对比测试报告

1 概述

本文为自建开源Cassandra与GaussDB(for Cassandra)性能对比测试报告，完整描述了整个测试的环境、测试模型和详细的测试步骤，作为性能的参考。

2 环境描述

2.1 开源Cassandra测试环境

2.2 GaussDB(for Cassandra)测试环境

2.3 压测工具环境

2.3.1）压测机器规格

2.3.2）压测工具信息

3 测试模型

4 测试步骤

4.1 开源Cassandra测试详细步骤

4.1.1）购买机器

步骤一：登录弹性云服务器页面，点击右侧的购买弹性云服务器按钮，并按照相关提示，完成ecs服务器购买，其中一些关键参数的取值

区域:华东-上海二；

可用区：可用区3，

规格：通用增强型|c6.xlarge.4,

镜像：公共镜像-CentOS-CentOS 7.6 64bit(40GB)；

数据盘：选择超高IO，大小为200G；

网络：选择任意vpc和子网；

其他参数：根据提示设置即可，非必选参数可不填。

步骤二：等待ecs 服务器创建完成之后，我们登录ecs服务器，可以用控制台的远程登录或者通过xshell工具用弹性ip连接；

步骤三：登录五台ecs云服务器，安装jre，执行yum install jre，按照提示，完成安装。

步骤四：我们把五台ecs分别命名为Cassandra-1(192.168.0.15),Cassandra-2(192.168.0.240),Cassandra-3(192.168.0.153),Cassandra-4(192.168.0.175),ycsb-Cassandra(192.168.0.60),其中，Cassandra-1,Cassandra-2,Cassandra-3，为我们的初始化Cassandra集群，Cassandra-4为我们后面扩容用的扩展服务器，ycsb-Cassandra作为压测服务器；

步骤五：登录五台ecs云服务器,安装Cassandra服务，并创建数据目录，按顺序执行下列命令:

下载Cassandra安装包，执行命令:wget http://mirror-hk.koddos.net/apache/Cassandra/3.11.5/apache-Cassandra-3.11.5-bin.tar.gz ;

解压安装包，tar -zxvf apache-Cassandra-3.11.5-bin.tar.gz -C /root/

更改安装目录:mv /root/apache-Cassandra-3.11.5 /usr/local/Cassandra

配置环境变量:echo “export PATH=/usr/local/Cassandra/bin:$PATH” >> /etc/profile

使环境变量生效:source /etc/profile

创建数据目录:mkdir /data

执行如下命令，回显如下，则表示安装成功：cqlsh

4.1.2）开源Cassandra集群配置操作手册

步骤一：配置Cassandra集群，并启动；登录Cassandra-1(192.168.0.15),Cassandra-2(192.168.0.240),Cassandra-3(192.168.0.153),进入/usr/local/Cassandra/conf 目录，

修改Cassandra-topology.properties文件，三个节点，这个配置文件，保持一致即可。修改内容如下,注释掉方框中内容，增加圆圈中的内容:

修改Cassandra.yaml文件，涉及以下几个参数:

data_file_directories:
     - /data
commitlog_directory: /usr/local/Cassandra/commitlog
saved_caches_directory: /usr/local/Cassandra/saved_caches
seed_provider:
    # Addresses of hosts that are deemed contact points.
    # Cassandra nodes use this list of hosts to find each other and learn
    # the topology of the ring.  You must change this if you are running
    # multiple nodes!
    - class_name: org.apache.Cassandra.locator.SimpleSeedProvider
      parameters:
          # seeds is actually a comma-delimited list of addresses.
          # Ex: "<ip1>,<ip2>,<ip3>"
          - seeds: "192.168.0.153,192.168.0.240,192.168.0.15"       ##填写集群三个节点的ip
listen_address: 192.168.0.153       #各节点的ip地址                   
rpc_address: 192.168.0.153          #各节点的ip地址

修改完以上两个配置之后，我们现在可以启动Cassandra集群了，分别在三个节点执行：Cassandra –R &

集群的配置和启动，到此就结束了。

4.1.3）开源Cassandra集群扩容节点

步骤一：登录Cassandra-4节点，进入/usr/local/cassnadra/conf目录,编辑Cassandra-topology.properties文件，注释方框内容，添加圆圈中内容

修改Cassandra.yaml文件，关键参数如下：

data_file_directories:
     - /data
commitlog_directory: /usr/local/Cassandra/commitlog
saved_caches_directory: /usr/local/Cassandra/saved_caches
seed_provider:
    # Addresses of hosts that are deemed contact points.
    # Cassandra nodes use this list of hosts to find each other and learn
    # the topology of the ring.  You must change this if you are running
    # multiple nodes!
    - class_name: org.apache.Cassandra.locator.SimpleSeedProvider
      parameters:
          # seeds is actually a comma-delimited list of addresses.
          # Ex: "<ip1>,<ip2>,<ip3>"
          - seeds: "192.168.0.153,192.168.0.240,192.168.0.15"       ##填写集群三个seed节点的ip，和步骤一填写的值保持一致
listen_address: 192.168.0.175              #各节点的ip地址                   
rpc_address: 192.168.0.175                 #各节点的ip地址

登录Cassandra-1节点，停止所有节点的压缩,执行命令: nodetool disableautocompaction

登录Cassandra-1节点，停止正在执行的压缩,执行命令: nodetool stop COMPACTION

登录Cassandra-1节点，限制节点的迁移流量（这里我们设置为32MB/S，避免对业务造成太大的影响）,执行命令: nodetool setstreamthroughput 32

登录Cassandra-4节点，启动Cassandra服务,执行: Cassandra –R &

步骤二：登录Cassandra-1，扩容过程中(这里请记录开始扩容的时间点t1)，每30s执行一次nodetool status,当Cassandra-4节点的状态为UJ时，说明还在数据迁移，直到状态为UN时，迁移才算完成。迁移中如下图：

4.2 GaussDB(for Cassandra)测试步骤

4.2.1）购买Cassandra集群

步骤一：创建Cassandra实例，选择上海二区域，云数据库GaussDB(for Cassandra)服务，点击购买数据库实例，按照提示完成Cassandra实例购买，其中一些参数选择如下；

• 性能规格：4核|16GB
• 存储空间：200G
• 节点数量：3
• 虚拟私有云，内网安全组：和创建的弹性云服务器保持一致

步骤二：等待Cassandra实例创建完成，进行性能测试；

4.2.2）GaussDB(for Cassandra)集群扩容节点

步骤一：登录GaussDB(for Cassandra)控制台，点开实例详情页面，点击途中的”+”按钮，跳转到添加节点页面，选择添加1个节点，点击提交；

步骤二：等待扩容完成，操作完成，观察在扩容过程中QPS 的浮动情况，可以看到在GaussDB(for Cassandra)场景下，对实例进行节点扩容，仅有十秒左右的qps小幅下降，对业务几乎无影响，扩容操作从下发到扩容完成，大约十分钟左右。在扩容操作完成之后，也可以跳回步骤八九，对测试过程数据进行分析。下面仅提供

4.3 ycsb测试详细步骤

登录ycsb-Cassandra，下载ycsb工具并安装，

curl -O --location https://github.com/brianfrankcooper/YCSB/releases/download/0.12.0/ycsb-0.12.0.tar.gz

使用终端工具如xshell通过客户端ECS实例弹性公网IP连接。

ycsb具体使用方法: https://github.com/brianfrankcooper/YCSB/tree/master/Cassandra

5 测试结果

5.1 性能结果

5.2 测试结论

1. GaussDB(for Cassandra)扩容较快，影响业务的时间较为短暂，为10s，且不涉及参数调整，扩容过程十分钟。

2. 社区版根据数据量的大小，参数的设置，整个扩容流程比较长，对性能的影响也参差不齐，50G预置数据，在实验场景中，扩容会超过30分钟。

3. 计算公式：快迁移速度=(nodetool setstreamthroughput 32设置的迁移流量限制，默认为200Mbps)*原节点数。

4. 本测试过程中，快的迁移速度=32Mbps/s*3=12MB/S=720MB/min=0.703GB/min，计算可得50GB数据在此场景下迁移的快时间是：50/0.703=71.1分钟。

• 各性能模型下，只要有读操作，同规格的GaussDB(for Cassandra)集群性能远高于社区版集群。
• 社区版Cassandra对读非常不友好，GaussDB(for Cassandra)在读时延的性能表现上，要优于社区版数十倍。
• 在写性能表现上，GaussDB(for Cassandra)与社区版基本保持一致。
• 社区版和GaussDB(for Cassandra)在节点扩容过程中，对业务都有轻度的影响。
• 来源 

https://zhuanlan.zhihu.com/p/413384376