性能评估-disk IO

Posted 2023-03-23

参考技术A

性能评估-disk IO

****一、磁盘原理****

设备又名I/O设备，泛指计算机系统中除主机以外的所有外部设备。

1.1 计算机分类

1.1.1 按照信息传输速度分：

1.低速设备：每秒传输信息仅几个字节或者百个字节，如：键盘、鼠标等

2.中速设备：每秒传输信息数千个字节或者数万个字节，如：打印机

3.高速设备：每秒传输信息数数10万个字节，如：磁盘

1.1.2 按照信息交换单位分

1.字符设备：以字符为输入/输出信息的单位，如：键盘，显示终端

2.块设备：以数据块为单位输入/输出信息，如：磁盘

注：何为数据块：磁盘中常以一个扇区作为一个数据块，一个扇区就是一个读写单位

****一、磁盘性能指标****

1、测试磁盘性能，使用命令：dd

因数据写入磁盘，可能是缓存写，直接写（不经过缓冲区直接写入磁盘），顺序io，随机io的区别所以，这种dd测试并不是很准确。

这不是一个专业的测试工具，不过如果对于测试结果的要求不是很苛刻的话,平时可以使用来对磁盘的读写速度作一个简单的评估.

在使用前首先了解两个特殊设备
/dev/null 伪设备,回收站.写该文件不会产生IO
/dev/zero 伪设备,会产生空字符流,对它不会产生IO

通过以上方法就可以大致知道，磁盘的性能了。

从这条命令中：我们知道：IOPS（每秒io请求数）是：6.91。当前读速率是：0.44MB/s .写速率是：0.36MB/s

得出结论有：

每秒共有80个IO请求（IOPS=r/s+w/s），以写为主

io服务时间为1.56毫秒，平均等待服务时间为3.53毫秒

io队列深度为：2.4个

1、vmstat Block in /out

bi+bo过大，而且vmstat cpu wa值较大应该考虑均衡磁盘负载，可以结合iostat输出来分析。

2、IOwait time

iostat iowait% 小于25%，说明IO性能处于良好的状态；

3、util 磁盘使用率

一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作,或者说一秒中有多少时间 I/O 队列是非空的，即 delta(use)/s/1000 (因为use的单位为毫秒)

（1）如果 %util 接近 100%，说明产生的I/O请求太多，I/O系统已经满负荷，该磁盘可能存在瓶颈。

（2）idle小于70% IO压力就较大了，一般读取速度有较多的wait。

（3）同时可以结合vmstat 查看查看b参数(等待资源的进程数)和wa参数(IO等待所占用的CPU时间的百分比，高过30%时IO压力高)。

4、await 平均等待时间

平均每次设备I/O操作的等待时间 (毫秒).即 delta(ruse+wuse)/delta(rio+wio)

await 的大小一般取决于服务时间(svctm) 以及 I/O 队列的长度和 I/O 请求的发出模式。

（1）await 的参数要多和 svctm 来参考。差的过高就一定有 IO 的问题。

（2）如果 svctm 比较接近 await，说明 I/O 几乎没有等待时间；

（3）如果 await 远大于 svctm，说明I/O 队列太长，io响应太慢，则需要进行必要优化。如果响应时间超过了用户可以容许的范围，这时可以考虑更换更快的磁盘，调整内核 elevator 算法，优化应用。

5、avgqu-sz 平均I/O队列长度

（1）如果avgqu-sz比较大，也表示有大量io在等待。

avgqu-sz 也是个做 IO 调优时需要注意的地方，这个就是直接每次操作的数据的大小，如果次数多，但数据拿的小的话，其实 IO 也会很小。如果数据拿的大，IO 的数据会高。也可以通过 avgqu-sz × ( r/s or w/s ) = rsec/s or wsec/s。也就是讲，读写速度是这个来决定的。

由于 avgqu-sz 是按照单位时间的平均值，所以不能反映瞬间的 I/O 洪水。

里面最重要的参数，actual disk read 和actual disk write 分别代表实际磁盘读写速度

然后下面，我们可以根据每一列进行io排序，就能知道io具体消耗是哪个进程导致的。

注意：TID代表的是线程号，如果是多线程的话，可以借助command 判断是哪个进程，也可以根据ps -eLf | grep TID 来获取到他的父进程号。

2.2.1 topas 获取是否存在io等待

仔细观察 “Wait”（在 CPU 部分的上部），如果改值较大则表示io可能存在瓶颈

2.2.2 获取io队列、IOPS、响应时间等

登录 AIX 操作系统，输入 topas，然后按 D，会出现如下界面：

在上图中，hdisk2 的TPS 即为磁盘的 IOPS(每秒发出的io请求数)，为 655；KBPS 即为磁盘每秒的吞吐量，为 163.9M；尤其是应该检查 ART/AWT 和 MRT/MWT，它们表示磁盘读写操作的平均和最大等待时间。比较高的值表明磁盘非常忙。AQW 表示对 I/O 设备的每个请求的平均等待队列数量。同样，比较高的值表明磁盘的速度无法跟上请求的速度。

2.2.3 查看产生瓶颈的原因

1.可以使用其他工具（如 filemon、fileplace、lsof 或 lslv）帮助确定究竟是哪个进程、适配器或者文件系统导致了瓶颈。

2.可以使用ps -ef | grep "pid" 来查看当前进程所在执行的任务

find . -type f -size +100M -print0 | xargs -0 du -h | sort -nr