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如何衡量云硬盘的性能

最近更新时间:2019-08-13 14:56:43

衡量指标

腾讯云提供的块存储设备根据类型的不同拥有不同的性能和价格,详细信息请参考 云硬盘类型。由于不同应用程序的工作负载不同,若未提供足够的 I/O 请求来充分利用云硬盘时,可能无法达到云硬盘的最大性能。
一般使用以下指标衡量云硬盘的性能:

  • IOPS:每秒读/写次数,单位为次(计数)。存储设备的底层驱动类型决定了不同的 IOPS。
  • 吞吐量:每秒的读写数据量,单位为MB/s。
  • 时延:I/O 操作的发送时间到接收确认所经过的时间,单位为秒。

测试工具

FIO 是测试磁盘性能的工具,用来对硬件进行压力测试和验证,本文以 FIO 为例。
使用 FIO 时,建议配合使用 libaio 的 I/O 引擎进行测试。请您自行安装 FIO 和 libaio。

警告:

  • 请不要在系统盘上进行 FIO 测试,避免损坏系统重要文件
  • 为避免底层文件系统元数据损坏导致数据损坏,请不要在业务数据盘上进行测试。
  • 请确保/etc/fstab文件配置项中没有被测硬盘的挂载配置,否则将导致云服务器启动失败。

测试对象建议

  • 建议在空闲的、未保存重要数据的硬盘上进行 FIO 测试,并在测试完后重新制作被测硬盘的文件系统。
  • 测试硬盘性能时,建议直接测试裸数据盘(如 /dev/vdb)。
  • 测试文件系统性能时,推荐指定具体文件测试(如 /data/file)。

测试示例

不同场景的测试公式基本一致,只有 rw、iodepth 和 bs(block size)三个参数的区别。例如,每个工作负载适合最佳 iodepth 不同,取决于您的特定应用程序对于 IOPS 和延迟的敏感程度。

参数说明:

参数名 说明 取值样例
bs 每次请求的块大小。取值包括4k,8k,16k等。 4k
ioengine I/O 引擎。推荐使用 Linux 的异步 I/O 引擎。 libaio
iodepth 请求的 I/O 队列深度。 1
direct 指定 direct 模式。
  • True(1)表示指定 O_DIRECT 标识符,忽略 I/O 缓存,数据直写。
  • False(0)表示不指定 O_DIRECT 标识符。
  • 默认为 True(1)。
    1
    rw 读写模式。取值包括顺序读(read)、顺序写(write)、随机读(randread)、随机写(randwrite)、混合随机读写(randrw)和混合顺序读写(rw,readwrite)。 read
    time_based 指定采用时间模式。无需设置该参数值,只要 FIO 基于时间来运行。 N/A
    runtime 指定测试时长,即 FIO 运行时长。 600
    refill_buffers FIO 将在每次提交时重新填充 I/O 缓冲区。默认设置是仅在初始时填充并重用该数据。 N/A
    norandommap 在进行随机 I/O 时,FIO 将覆盖文件的每个块。若给出此参数,则将选择新的偏移量而不查看 I/O 历史记录。 N/A
    randrepeat 随机序列是否可重复,True(1)表示随机序列可重复,False(0)表示随机序列不可重复。默认为 True(1)。 0
    group_reporting 多个 job 并发时,打印整个 group 的统计值。 N/A
    name job 的名称。 fio-read
    size I/O 测试的寻址空间。 100GB
    filename 测试对象,即待测试的磁盘设备名称。 /dev/sdb

    常见用例如下:

    • bs = 4k iodepth = 1:随机读/写测试,能反映硬盘的时延性能
      执行以下命令,测试硬盘的随机读时延。

      fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=1 -direct=1 -rw=randread -time_based -runtime=600  -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-randread-lat --size=10G -filename=/dev/vdb

      执行以下命令,测试硬盘的随机写时延。

      fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=1 -direct=1 -rw=randwrite -time_based -runtime=600  -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-randwrite-lat --size=10G -filename=/dev/vdb

      执行以下命令,测试 SSD 云硬盘的随机混合读写时延性能。

      fio --bs=4k --ioengine=libaio --iodepth=1 --direct=1 --rw=randrw --time_based --runtime=100 --refill_buffers --norandommap --randrepeat=0 --group_reporting --name=fio-read --size=1G --filename=/dev/vdb 

      测试结果如下图所示:

    • bs = 128k iodepth = 32:顺序读/写测试,能反映硬盘的吞吐性能
      执行以下命令,测试硬盘的顺序读吞吐带宽。

      fio -bs=128k -ioengine=libaio -iodepth=32 -direct=1 -rw=read -time_based -runtime=600  -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-read-throughput --size=10G -filename=/dev/vdb

      执行以下命令,测试硬盘的顺序写吞吐带宽。

      fio -bs=128k -ioengine=libaio -iodepth=32 -direct=1 -rw=write -time_based -runtime=600  -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-write-throughput --size=10G -filename=/dev/vdb

      执行以下命令,测试 SSD 云硬盘的顺序读吞吐性能。

      fio --bs=128k --ioengine=libaio --iodpth=32 --direct=1 --rw=write --time_based --runtime=100 --refill_buffers --norandommap --randrepeat=0 --group_reporting -rw --size=1G --filname=/dev/vdb

      测试结果如下图所示:

    • bs = 4k iodepth = 32:随机读/写测试,能反映硬盘的 IOPS 性能
      执行以下命令,测试硬盘的随机读 IOPS。

      fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=32 -direct=1 -rw=randread -time_based -runtime=600  -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-randread-iops --size=10G -filename=/dev/vdb

      执行以下命令,测试硬盘的随机写 IOPS。

      fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=32 -direct=1 -rw=randwrite -time_based -runtime=600  -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-randwrite-iops --size=10G -filename=/dev/vdb

      测试 SSD 云硬盘的随机读 IOPS 性能。如下图所示: