linux小白如何衡量云硬盘的性能根据性能选择硬盘

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，详细信息请参见云硬盘类型。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，单位为微秒

操作前须知（重要）

警告：

本文使用 FIO 作为测试工具，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。请使用测试机器未存放业务数据的云硬盘进行压测，并提前 创建快照 保障您的数据安全。

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。请参见工具安装完成 FIO 和 libaio 的安装。

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）。

工具安装

参见使用标准登录方式登录 Linux 实例（推荐）登录云服务器，本文以 CentOS 7.6 操作系统的云服务器为例。

执行以下命令，查看云硬盘是否4KiB对齐。

fdisk -lu

如下图所示，若返回结果中的 Start 值能被8整除即是4KiB对齐。否则请完成4KiB对齐后再进行测试。

依次执行以下命令，安装测试工具 FIO 和 libaio。

yum install libaio -y

yum install libaio-devel -y

yum install fio -y

安装完成后，请参见测试示例开始进行云硬盘性能测试。

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，测试硬盘的随机写时延（/dev/target_device 替换成需要压测的设备名，压测前按注意事项做好快照备份）

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

执行以下命令，测试硬盘的随机读时延（/dev/target_device 替换成需要压测的设备名，压测前按注意事项做好快照备份）。

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

执行以下命令，测试硬盘的随机混合读写时延（/dev/target_device 替换成需要压测的设备名，压测前按注意事项做好快照备份）。

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

示例：

登录云服务器后，执行以下命令，测试设备名为 /dev/vdc 的 SSD 云硬盘的随机混合读写时延性能

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

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（/dev/target_device 替换成需要压测的设备名， 压测前按注意事项做好快照备份）。

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

执行以下命令，测试硬盘的随机写 IOPS（/dev/target_device 替换成需要压测的设备名， 压测前按注意事项做好快照备份）

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

执行以下命令，测试硬盘的随机混合读写 IOPS（/dev/target_device 替换成需要压测的设备名， 压测前按注意事项做好快照备份）

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

示例：

登录云服务器后，执行以下命令，测试设备名为 /dev/vdc 的 SSD 云硬盘的随机读 IOPS 性能。

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

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，每个工作负载适合的最佳 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及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。	100s
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。	1G
filename	测试对象，即待测试的磁盘设备名称。	/dev/sdb
numjobs	并发线程数，默认为1。当被测试硬盘性能较高时推荐加大numjobs数（如2或4等）以增加压力。	1