如何衡量云硬盘的性能
最近更新时间: 2023-03-13 17:54:11
1.衡量指标
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。
2.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。
3.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）。
4.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：