硬盘性能指标(信心源于数据~使用FIO压测天翼云“云硬盘”性能指标)

硬盘性能指标

    经常会遇到省里反馈说数据库跑在ECS上性能不佳的情况，其中云硬盘的性能是主要的参考指标之一，衡量云硬盘性能最主要的指标有二个：

指标BW

说明	单位
IOPS	每秒读/写次数，存储设备的底层驱动类型决定了不同的 IOPS。	次/s
吞吐量,即每秒的读写数据量	MB/s

01 云硬盘性能测量工具FIO是测试磁盘性能的一个非常好的工具，用来对硬件进行压力测试和验证。建议使用libaio的I/O引擎进行测试，
02 基于ECS安装FIO在天翼云/华为云上开通1c1g的ECS，系统盘选用SATA盘，操作系统选用centos7.3。
yum install libaio-devel fio
安装成功后，会提示安装的fio的版本号。
Installed:fio.x86_64 0:3.1-2.el7libaio-devel.x86_64 0:0.3.109-13.el703 测试方法硬盘的读写方式对性能指标应很大，考察硬盘的性能，可以从以下五个场景来测试：
连续读
随机读
顺序写
随机写
混合读写
通常连续读写要比随机读写表现更好，随机读写又比混合读写表现更好。
下面分别列出了五个场景的命令行：
#连续读fio -filename=/dev/vda -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=read -ioengine=psync -bs=16k -size=20G -numjobs=30 -runtime=120 -group_reporting -name=mytest#随机读fio -filename=/dev/vda -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randread -ioengine=psync -bs=16k -size=20G -numjobs=30 -runtime=120 -group_reporting -name=mytest#顺序写fio -filename=/dev/vda -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=write -ioengine=psync -bs=16k -size=20G -numjobs=30 -runtime=60 -group_reporting -name=mytest#随机写fio -filename=/dev/vda -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randwrite -ioengine=psync -bs=16k -size=20G -numjobs=10 -runtime=60 -group_reporting -name=mytest#混合读写fio -filename=/dev/vda -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randrw -rwmixread=70 -ioengine=psync -bs=16k -size=20G -numjobs=30 -runtime=100 -group_reporting -name=mytest -ioscheduler=noop
04 参数说明

参数direct=1rw=randwritebs=16ksize=20Gnumjobs=30runtimeioengine=psyncgroup_reporting

说明
filename=/dev/vda	挂载的硬盘设备
测试过程绕过机器自带的buffer。使测试结果更真实。
测试场景选择
单次io的块文件大小
本次的测试文件大小为5g，以每次4k的io进行测试。
测试线程数
测试时间选择，如果不选，则一直将参数szie指定大小的文件分4k每次写完为止。
io引擎使用pync方式
关于显示结果的，汇总每个进程的信息

05 天翼云性能测试结果ECS挂载盘如下：
2、数据盘1 SAS 40G vdb
选择不同的挂载盘进行测试，测试结果如下：
1、连续读SATA   IOPS=5864, BW=96.1MB/s
SAS      IOPS=10.9k, BW=179MB/s
SSD      IOPS=20.2k, BW=330MB/s
2、随机读SATA    IOPS=2209, BW=36.2MB/s
SAS      IOPS=5019, BW=82.2MB/s
SSD      IOPS=16.0k, BW=263MB/s
3、顺序写SATA    IOPS=5818, BW=95.3MB/s
SAS      IOPS=9992, BW=164MB/s
SSD      IOPS=19.5k, BW=319MB/s
4、随机写SATA   IOPS=2228, BW=36.5MB/s
SAS      IOPS=5017, BW=82.2MB/s
SSD      IOPS=14.8k, BW=242MB/s
5、混合读写SATA
write:  IOPS=662, BW=10.9MB/s
SAS
write:  IOPS=1513, BW=24.8MB/s
SSD
write:  IOPS=4817, BW=78.9MB/s
06 测试结果解读官方给的性能参考指标如下：

参数最大吞吐量

普通 IO（SATA）	高 IO (SAS)	超高 IO（SSD）
最大 IOPS	1000	3000	20000
90MBps	150MBps	350MBps

SATA盘的最大IOPS为1000，实测在混合读写模式下，混合写的IOPS最低662，其他场景均超过了1000，在连续读的情况下，最大能达到5864.
SATA盘的吞吐量最大为90MB/S，这个指标只有在连续读和顺序写的场景下，才能达到。在混合读写的场景下，混合写的吞吐量最低，只能达到10.9MB/s。
SAS盘最大IOPS为3000，实测在混合读写的场景下，混合写的IOPS最低，只能达到1513，其他场景均接近或高于3000。
SAS盘吞吐量最大为150MBps，实测只有在连续读和顺序写的场景下，才能达到并略有超过，在混合读写的场景下，混合写的吞吐量最低，只能达到24.8MB/s.
SSD盘最大IOPS为20000，实测只有在连续读和顺序写的场景下，才能达到; 在混合读写的场景下，混合写的IOPS最低，只能达到4817,
SSD盘吞吐量最大为350MBps，实测只有在连续读的场景下，才能接近最大值，在混合读写的场景下，混合写的吞吐量最低，只能达到78.9MB/s。
综上所述，在混合读写的场景下，SSD的最低IOPS和BW均高于SATA盘数倍，SAS居中，客户根据自己的实际应用场景选择不同的硬盘类型。
另外：实测了华为云的SAS盘，性能与天翼云的接近。
作者：老刘论道
介绍：二十年IT从业经验，资深培训师/项目管理师/云计算架构师/数据库达人
单位：中国电信云计算公司

公众号：云计算那点事儿

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