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更新时间：2022-06-30 GMT+08:00
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怎样测试磁盘的性能

操作须知

测试性能时，若分区的初始磁柱编号是非4KB对齐，则对性能影响较大，请先确保分区的初始磁柱编号已经4KB对齐，再开始测试。

测试共享云硬盘性能时，必须满足以下要求：
  • 共享云硬盘必须同时挂载至多台云服务器（弹性云服务器或者裸金属服务器）。
  • 当共享云硬盘挂载至多台弹性云服务器时，这些弹性云服务器必须位于同一个策略为“反亲和性”的云服务器组内。

    如果弹性云服务器不满足反亲和性，则共享云硬盘性能无法达到最优。

测试方法分为以下两种：

如果测试结果不符合预期，请参考使用fio工具测试性能，测试结果不对怎么办。

Windows

本文以“Windows 7 Professional 64位”操作系统为例，不同操作系统的格式化操作可能不同，本文仅供参考，具体操作步骤和差异请参考对应操作系统的产品文档。

测试性能前请先安装Iometer性能测试工具，Iometer官网地址为http://www.iometer.org/ 。

  1. 登录云服务器。
  2. 使用“win+r”组合键打开运行窗口，并输入“msinfo32”，单击“确定”。

    弹出系统信息窗口。

  3. 选择“组件 > 存储 > 磁盘”，在右侧区域查看分区起始偏移值。

    • 若4096能被该参数值整除，则表示已经4KB对齐，请执行4。
    • 若4096不能被该参数值整除，则表示未4KB对齐，如需继续测试请重新按照4KB对齐分区。

      删除分区并重新按照4KB对齐选取初始磁柱编号时会导致磁盘原有数据的丢失，请谨慎操作。

  4. 使用Iometer工具测试磁盘性能，具体方法请参见Iometer产品文档。

    在进行IOPS和吞吐量测试时，Iometer参数配置和fio工具的参数相同，具体请参考表1。

    以下为使用Iometer工具测试磁盘性能的一个示例：

    1. 设置工作流。

    2. 设置测试时间。

      示例中测试时间为10分钟，前60秒不做计算，等待写入稳定后开始计算磁盘性能。

    3. 设置64 KB块写入，采用100%的顺序写。

    4. 查看测试结果。

Linux

CentOS 6.5等较老版本的操作系统用fdisk创建分区时，默认为非4KB对齐选择初始磁柱编号，对性能有较大的影响，建议针对该类操作系统，在创建分区时4KB对齐选取初始磁柱编号。

本文以“CentOS 7.2 64位”操作系统为例，不同操作系统的格式化操作可能不同，本文仅供参考，具体操作步骤和差异请参考对应操作系统的产品文档。

测试性能前请先安装fio性能测试工具。

  1. 登录云服务器并切换为root用户。
  2. 进行性能测试之前，请执行以下步骤，确认磁盘分区的初始磁柱编号是否已经4KB对齐。

    fdisk -lu

    回显类似如下信息： 
    [root@ecs-centos sdc]# fdisk -lu

Disk /dev/xvda: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x7db77aa5

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/xvda1   *        2048    20968919    10483436   83  Linux

Disk /dev/xvdb: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes


Disk /dev/xvdc: 53.7 GB, 53687091200 bytes, 104857600 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x3cf3265c

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/xvdc1            2048    41943039    20970496   83  Linux
    • 若start对应的初始磁柱编号能被8整除，则表示4KB对齐，请执行3进行性能测试。
    • 若start对应的初始磁柱编号不能被8整除，则表示未4KB对齐，如需继续测试请删除原有分区，重新按照4KB对齐选择初始磁柱编号。

      删除分区并重新按照4KB对齐选取初始磁柱编号会导致磁盘原有数据的丢失，请谨慎操作。

  3. 执行以下命令，使用fio工具测试磁盘性能。

    • 测试随机写IOPS：fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=4k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -group_reporting -filename=/opt/fiotest/fiotest.txt -name=Rand_Write_IOPS_Test
    • 测试随机读IOPS：fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=randread -ioengine=libaio -bs=4k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -group_reporting -filename=/opt/fiotest/fiotest.txt -name=Rand_Read_IOPS_Test
    • 测试写吞吐量：fio -direct=1 -iodepth=32 -rw=write -ioengine=libaio -bs=1024k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -group_reporting -filename=/opt/fiotest/fiotest.txt -name=Write_BandWidth_Test
    • 测试读吞吐量：fio -direct=1 -iodepth=32 -rw=read -ioengine=libaio -bs=1024k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -group_reporting -filename=/opt/fiotest/fiotest.txt -name=Read_BandWidth_Test
    • 测试单队列随机读时延：fio -direct=1 -iodepth=1 -rw=randread -ioengine=libaio -bs=4k -size=10G -numjobs=1 -runtime=60 -group_reporting -filename=/opt/fiotest/fiotest.txt -name=Rand_Read_LATE_Test
      • 使用fio工具进行裸盘性能测试时，不能在已创建文件系统的磁盘上测试，因为fio性能测试会破坏文件系统，导致磁盘变为只读，需要删除后重新购买。
      • 请尽量不要在保存业务数据的磁盘上进行测试。如果需要，请按照以下建议操作：
        • 在测试开始前对磁盘数据进行备份，防止误操作造成数据丢失。
        • 在测试命令中指定filename参数为某个文件，例如-filename=/opt/fiotest/fiotest.txt。

      测试fio相关参数说明如表1所示。

      表1 参数说明

      参数

      说明

      direct

      定义是否使用direct IO，可选值如下：

      • 值为0，表示使用buffered IO
      • 值为1，表示使用direct IO

      iodepth

      定义测试时的IO队列深度，默认为1。

      此处定义的队列深度是指每个线程的队列深度，如果有多个线程测试，意味着每个线程都是此处定义的队列深度。fio总的IO并发数=iodepth * numjobs。

      rw

      定义测试时的读写策略，可选值如下：

      • 随机读：randread
      • 随机写：randwrite
      • 顺序读：read
      • 顺序写：write
      • 混合随机读写：randrw

      ioengine

      定义fio如何下发IO请求，通常有同步IO和异步IO：

      • 同步IO一次只能发出一个IO请求，等待内核完成后才返回。这样对于单个线程IO队列深度总是小于1，但是可以透过多个线程并发执行来解决。通常会用16~32个线程同时工作把IO队列深度塞满。
      • 异步IO则通常使用libaio这样的方式一次提交一批IO请求，然后等待一批的完成，减少交互的次数，会更有效率。

      bs

      定义IO的块大小(block size)，单位是k、K、m和M等，默认IO块大小为4 KB。

      size

      定义测试IO操作的数据量，若未指定runtime这类参数，fio会将指定大小的数据量全部读/写完成，然后才停止测试。

      该参数的值，可以是带单位的数字，比如size=10G，表示读/写的数据量为10GB；也可是百分数，比如size=20%，表示读/写的数据量占该设备总文件的20%的空间。

      numjobs

      定义测试的并发线程数。

      runtime

      定义测试时间。

      如果未配置，则持续将size指定的文件大小，以每次bs值为分块大小读/写完。

      group_reporting

      定义测试结果显示模式，group_reporting表示汇总每个进程的统计信息，而非以不同job汇总展示信息。

      filename

      定义测试文件（设备）的名称。

      • 此处选择文件，则代表测试文件系统的性能。例如：-filename=/opt/fiotest/fiotest.txt
      • 此处选择设备名称，则代表测试裸盘的性能。例：-filename=/dev/vdb1
        须知：

        如果在已经分区、并创建文件系统，且已写入数据的磁盘上进行性能测试，请注意filename选择指定文件，以避免覆盖文件系统和原有数据。

      name

      定义测试任务名称。

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