YD T 3825-2021 面向互联网应用的机械硬盘测试规范.pdf

1、ICS 33.040.40 M32 YD 中 华 人 民 共 和 国 通 信 行 业 标 准 YD/T 面向互联网应用的机械硬盘测试规范 Test specification for hard-drive of internet application 中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 发 布 XXXX-XX-XX 发布 XXXX-XX-XX 实施 I 目次 前 言 .II 1 范围 .1 2 缩略语 .1 3 测试环境 .1 4 性能测试 .1 5 稳定性测试 .3 6 兼容性测试 .6 7 功耗测试 .7 附 录 A （规范性附录） 本规范支持的 HDD 硬盘类型 .

2、9 附 录 B （规范性附录） 测试报告需要记录的信息 .11 YD/ T II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国通信标准化协会提出并归口。 本标准起草单位 ： 中国信息通信研究院、阿里巴巴（中国 ） 有限公司、深圳市腾讯计算机系统有限 公司 、 百度在线网络技术 （北京 ） 有限公司 、 中国电信集团公司 、 中国移动通信集团公司 、 中国联合网 络通信集团有限公司 、 北京中电普华信息技术有限公司 、 希捷科技有限公司 、 东芝电子 （中国 ） 有限公 司 、 西部

3、数据有限公司 、 联想 （北京 ） 有限公司 、 中兴通讯股份有限公司 、 华为技术有限公司 、 浪潮电 子信息产业股份有限公司 、 国际商业机器 （中国 ） 有限公司 、 曙光信息产业股份有限公司 、 紫光华山科 技有限公司 本标准起草人 ： 郭亮 、 刘星海 、 曾梓恩 、 赵继壮 、 李洁 、 高从文 、 闫亮 、 王月 、 周启 、 刘嘉 、 张亮 、 于杰 、 胡振国 、 倪楠 、 周景才 、 刘凤刚 、 田耕 、 赵雷 、 刘博 、 蔡永顺 、 林锦河 、 段建民 、 盛凯 、 吴旭哲 、 范振夫、万晓兰 YD/T 1 面向互联网应用的机械硬盘测试规范 1 范围 本规范制定了面向互

4、联网应用的机械硬盘的测试方法，包括性能测试、稳定性测试、兼容性测试 、 功耗测试等方面 本标准适用于互联网应用的机械硬盘的基准测试和选型测试。 2 缩略语 2.1 下列缩略语适用于本标准 HBA 主机总线适配器 Host Bus Adapter HDD 硬盘驱动器 Hard Disk Drive IOPS 每秒输入输出操作数 Input/Output Operations Per Second NVME 非易失性存储设备 Non-Volatile Memory Express SAS 串行连接 SCSI Serial Attached SCSI SATA 串行 ATA接口规范 Serial A

5、dvanced Technology Attachment 3 测试环境 硬盘的接口类型以及测试需要记录的信息应按照规范性附录 A与照规范性附录 B进行记录。 4 性能测试 测试编号 1. 测试项目：吞吐量 测试目的：测量被测硬盘的吞吐量及时延 测试拓扑：无 测试方法： 1、 裸盘，无文件系统； 2、 将 块大小分别设置为 4K、 64K， 128K、 512K； 3、 将队列深度分别设置为： a) SATA： 1、 8、 32； YD/ T 2 b) SAS： 1、 8、 64、 128； 4、 将读写比例分别设置为顺序： 100 read、 100 write； 5、 循环以上测试配置；

6、6、 查看日志，打开终端， 执行 vi /var/log/dmesg 以及 vi/var/log/messages 查看系统日 志； 7、 系统下运行 smartctl -a /dev/sd?（ 看 sata） ， 查看所有硬盘 smart 信息； 8、 将文件系统改为 Ext4，重复以上步骤； 9、 将文件系统改为 xfs，重复以上步骤； 10、 将文件系统改为 brtfs，重复以上步骤。 预期结果： 无 测试编号 2. 测试项目： IOPS 测试目的： 测量被测硬盘的 IOPS 及时延（平均值和分布） 测试拓扑：无 测试方法： 1、 裸盘，无文件系统； 2、 将 块大小分别设置为 4K、

7、8K， 16K， 128K、 512K； 3、 将队列深度分别设置为： a) SATA： 1、 8、 32； b) SAS： 1、 8、 64、 128； 4、 将 读写比例分别设置为随机 ： 100 read、 90 read10 write、 70 read30 write 、 50 read50 write、 30 read70 write、 10 read90 write、 100 write； 5、 每种读写比例测试时间 10 分钟； 6、 循环以上测试配置； 7、 查看日志，打开终端， 执行 vi /var/log/dmesg 以及 vi/var/log/messages 查看系统

8、日 志； 8、 系统下运行 smartctl -a /dev/sd?， 查看所有硬盘 smart 信息； 9、 文件系统设为 Ext4； YD/T 3 10、 将文件系统改为 xfs，重复以上步骤； 11、 将文件系统改为 brtfs，重复以上步骤。 预期结果： 无 5 稳定性测试 测试编号 3. 测试项目： 硬盘压力测试 1（ IOmeter） 测试目的：测试被测设备在压力情况下的运行情况 测试拓扑：无 测试方法： 1. 将待测硬盘及服务器作为“ Iometer”computer 及控制器； 2. 根据 CPU 的核数建立相同数量的 worker； 3. 在所有 worker 建立 4 个“

9、 Access specifications”“transfer request size”为 4KB；随机 读 4. 运行每个“ Access specifications”48 小时。 预期结果： 1. 整个测试过程没有 Iometer 无报错 2. 整个测试过程没有不可纠正的读错误 3. 整个测试过程没有硬件错误发生 4. 没有 time-outs 5. 无 link 挂死 6. 过程中硬盘无降速，掉盘 测试编号 4. 测试项目： 硬盘压力测试 2（ FIO） 测试目的：测试被测设备在压力情况下的运行情况 测试拓扑：无 测试方法： 1. 系统下安装 fio; YD/ T 4 2. Job

10、=CPU 核数；队列深度（ SATA32;SASNVME128） ; 3. 随机 4k 读； 4. 测试时长 48 小时，测试过程中无蓝屏、死机现象发生 5. 查看系统日志，打开终端， 执行 vi /var/log/dmesg 和 vi /var/log/message 查看系统 日志， 应无 error、 fail 等信息 6. 使用相关命令 查看并保存硬盘 SMART 信息。 预期结果： 3/4 必测其一，另一个选测 测试编号 5. 测试项目：复位压力测试 测试目的：测试被测硬盘的重复复位能力 测试拓扑：无 测试方法： 1. 将系统启动到操作系统 2. 运行 Copy and Compar

11、e 自动化测试脚本； 3. 复位系统 4. 重复 13 100 次 预期结果： 1. 整个测试过程没有 miscompares 2. 整个测试过程没有不可纠正的读错误 3. 整个测试过程没有硬件错误发生 4. 没有 time-outs 5. 无 link 挂死 6. 过程中硬盘无降速，掉盘 测试编号 6. 测试项目：储存温湿度环境测试（ FIO） 测试目的：测试被测设备在极端温湿度环境情况下的储存运行情况 测试拓扑：无 YD/T 5 测试方法： 1. FIO 设置为 128KB 顺序写， 队列深度 32， 记录测试结果 1； 2. 将硬盘单独放入温度箱，不上电； 3. 以不大于 20 /h 的

12、温降速度从常温到 -40 度； 4. 被测硬盘 -40环境中， 静置 12 小时。 5. 以不大于 20 /h 的温升速度从 -40到 70； 6. 被测硬盘 70环境中， 静置 12 小时。 7. 以不大于 20 /h 的温升速度， 使环境温度从 70降到 25， 静置 4 小时 8. FIO 设置为 128KB 顺序写， 队列深度 32， 记录测试结果 2 9. 对记录测试结果 1 和 2， 相差 10%以内算通过。 预期结果： 不能结露 测试编号 7. 测试项目：运行温湿度环境测试（ FIO） 测试目的：测试被测设备在极端温湿度环境情况下的运行情况 测试拓扑：无 测试方法： 1. 使用连

13、接线连接被测硬盘和服务器，将被测硬盘置入温箱。不使用额外散热装置； 2. FIO 设置为 128KB 顺序写， 队列深度 32； 开始 FIO 脚本； 3. 通过 SMART 或者 sensor 监测 HDD 的实时温度； 4. 将温度箱的温度从常温升到 50， 温升速度小于 20 /h； 5. 将温度箱的温度从 50降到 5， 温降速度小于 20 /h； 6. 记录测试结果 预期结果： 无 测试编号 8. 测试项目：气压环境测试 测试目的：测试被测设备在极端气压环境情况下的运行情况 测试拓扑：无 YD/ T 6 测试方法： 1. 将测试设备放入气压箱中； 2. 被测硬盘放入服务器内； 3.

14、FIO 设置为 128KB 顺序写， 队列深度 32； 4. 通过 SMART 或者 sensor 监测 HDD 的实时温度； 5. -305m 压力放置 30 分钟， 开始 FIO 测试 12 小时；（ 5-60 度） 6. 3048m 压力放置 30 分钟， 开始 FIO 测试 12 小时；（ 5-60 度） 7. 4000m（选测） 8. 对测试结果记录 预期结果： 无 6 兼容性测试 测试编号 9. 测试项目： Windows 兼容性测试 测试目的： 测试硬盘在 Windows 的环境下测试兼容性 测试拓扑：无 测试方法： 1. 安装目标操作系统 2. 进入 OS，打开事件查看器，检查

15、有没有硬盘相关错误信息 3. 进入设备管理器，检查有无硬盘相关错误信息 4. 进入磁盘管理器，查看磁盘信息是否跟实际配置信息一致 5. OS 下进行分区格式化 预期结果： 1. 需要确定若干 windows 版本和芯片型号 测试编号 10. 测试项目： Linux 兼容性测试 测试目的： 测试硬盘在 Linux 环境下测试兼容性 测试拓扑：无 YD/T 7 测试方法： 1. 安装目标操作系统 2. 在操作系统下对硬盘进行格式化和分区 3. 在操作系统下运行 ”相关命令 检查硬盘 SMART 信息 预期结果： 1. 操作系统可以被正常安装 2. 硬盘型号、容量、 Firmware 版本信息显示正

16、确 3. 硬盘连接速率正确 4. 可以查询到硬盘的 serial number 5. 能正常被分区和格式化 6. SMART 测试结果会显示 PASS，没有错误日志产生 测试编号 11. 测试项目：纹波测试（可选） 测试目的：测量硬盘的纹波 测试拓扑：无 测试方法： 1. 选用示波器 (500MHz),并将示波器带宽限制到 20MHz 2. 将测试点与示波器相连 3. 将服务器系统的风扇转速调到最大 4. 测试硬盘在 idle,与跑硬盘压力测试时的纹波电压 (峰峰值 ) 预期结果： 无 7 功耗测试 测试编号 12. 测试项目：启动功耗测试 测试目的：测量硬盘在启动状态下的能耗 YD/ T 8

17、 测试拓扑： 测试方法： 1. 使用 SAS/SATA 电缆将硬盘电源线接入直流电源，将数据线接入服务器 2. 检测硬盘启动（ start up）时的电流波形； 3. 记录测试结果。 预期结果： 无 测试编号 13. 测试项目：功耗测试 测试目的：测量硬盘在各种状态下的能耗 测试拓扑： 测试方法： 1. 使用 SAS/SATA 电缆将硬盘电源线接入直流电源，将数据线接入服务器 2. 使用电流表或示波器测量 12V, 5V 电流 3. 在硬盘 active idle， standbyz 或者 standby（ standby z 优先）下分别测量功耗值； 4. 选择在步骤 1 中得到最大吞吐量时

18、的 512k 的读写比例、 深度组合 ； 测量此时的功耗 YD/T 9 值； 测试结果应比该硬盘的 spec 值低为合格。 预期结果： 无 测试编号 14. 测试项目：能效比测试 测试目的： 测量硬盘的 IOPS/w 测试拓扑： 测试方法： 1. 选择在步骤 2 中得到最大 IOPS 时的 4k 的读写比例、深度组合； 2. 测量此时的功耗值； 预期结果： 无 YD/ T 10 附 录 A （规范性附录） 表 A.1 本规范支持的 HDD 硬盘类型 硬盘类型 SATA SAS 1 2.5 2.5 2 3.5 3.5 YD/T 11 附 录 B （规范性附录） 表 B.1 测试报告需要记录的信息 序号 测试平台信息 被测设备信息 1 测试机型名称 厂商 2 操作系统 型号 3 文件系统 序列号 4 压力测试软件 版本号 Firmware 5 资源利用率监控软件（如有） 容量 6 CPU 情况 接口及速率 7 内存情况 8 主板 9 其他测试软件 10 HBA 卡型号（如有） 11 PCIe 型号（如有） 12 BIOS 版本 13 网卡