监控磁盘IO
一、磁盘IO核心指标
在磁盘测试中最关心的几个指标分别为:iops(每秒执行的IO次数)、bw（带宽，每秒的吞吐量）、lat（每次IO操作的延迟）。
磁盘的 IOPS，也就是在一秒内，磁盘进行多少次 I/O 读写。
磁盘的吞吐量，也就是每秒磁盘 I/O 的流量，即磁盘写入加上读出的数据的大小。
当每次IO操作的block较小时，如512bytes/4k/8k等，此时更能体现的是磁盘读写的频率特性，即磁盘的IOPS，所以这时测试的是性能指标IOPS。
当每次IO操作的block较大时，如256k/512k/1M等，此时更能体现的是磁盘最大允许的带宽流量特性，即磁盘的吞吐量bw，所以这时测试的是性能指标BW。
因此，我们会认为 IOPS 和吞吐量的数值越高越好。实际上，对于一个磁盘来讲，这两个参数均有其最大值，而且这两个参数也存在着一定的关系。
二、IOPS测试的影响因素
另外，对于同一个磁盘（或者 LUN），随着每次 I/O 读写数据的大小不同，IOPS 的数值也不是固定不变的。
例如，每次 I/O 写入或者读出的都是连续的大数据块，此时 IOPS 相对会低一些；在不频繁换道的情况下，每次写入或者读出的数据块小，相对来讲 IOPS 就会高一些。
也就是说，IOPS 也取决于I/O块的大小，采用不同I/O块的大小测出的IOPS值是不同的。 对一个具体的IOPS, 可以了解它当时测试的I/O块的尺寸。
三、监控linux磁盘IO工具：iostat
Linux系统中的 iostat是I/O statistics（输入/输出统计）的缩写，iostat工具具备对系统磁盘操作活动监视的功能呢。它可以采集并统计磁盘活动情况，同时会汇报出CPU的使用情况。iostat是sysstat工具集的一个工具，安装方式如下：
#Centos的安装方式是：
yum install sysstat
#Ubuntu的安装方式是：
apt install sysstat
安装成功后使用下列命令查看磁盘使用情况：
iostat -dx
结果如下：
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
loop0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
vda 0.00 1.00 0.00 4.00 0.00 20.00 10.00 0.02 5.00 0.00 5.00 5.00 2.00
结果分析：
rrqm/s: 每秒进行 merge 的读操作数目。即 delta(rmerge)/s
wrqm/s: 每秒进行 merge 的写操作数目。即 delta(wmerge)/s
r/s: 每秒完成的读 I/O 设备次数。即 delta(rio)/s
w/s: 每秒完成的写 I/O 设备次数。即 delta(wio)/s
rsec/s: 每秒读扇区数。即 delta(rsect)/s
wsec/s: 每秒写扇区数。即 delta(wsect)/s
rkB/s: 每秒读K字节数。是 rsect/s 的一半，因为每扇区大小为512字节。(需要计算)
wkB/s: 每秒写K字节数。是 wsect/s 的一半。(需要计算)
avgrq-sz: 平均每次设备I/O操作的数据大小 (扇区)。delta(rsect wsect)/delta(rio wio)
avgqu-sz: 平均I/O队列长度。即 delta(aveq)/s/1000 (因为aveq的单位为毫秒)。
await: 平均每次设备I/O操作的等待时间 (毫秒)。即 delta(ruse wuse)/delta(rio wio)
svctm: 平均每次设备I/O操作的服务时间 (毫秒)。即 delta(use)/delta(rio wio)
%util: 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)
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。
%util高于30，IO压力就较大了,一般读取速度有较多的wait.
如果想连续测试多次磁盘IO的情况,可用如下命令：
iostat -dkx 1 5
#参数1：每隔1s统计一次
#参数5：统计5次
接下来，我们用实际的例子来测试一下磁盘实时使用情况和性能，并实际使用iostat进行分析。
四、测试磁盘读写性能并利用iostat实时获取磁盘使用情况
1、写入性能
首先开一个控制台利用dd命令进行文件写入：
root@27-58:~# dd if=/dev/zero of=./a.dat bs=8k count=1M oflag=direct
此时，再开一个控制台利用iostat命令查看磁盘的使用情况
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
loop0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
vda 0.00 0.00 0.00 1057.00 0.00 8456.00 16.00 0.90 0.86 0.00 0.86 0.85 92.00
结果如下：
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
loop0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
vda 0.00 0.00 0.00 1057.00 0.00 8456.00 16.00 0.90 0.86 0.00 0.86 0.85 92.00
可以看到磁盘的利用率已经达到92%（%util=92%），每秒写入8456K字节数据。
性能测试结果：
root@27-58:~# dd if=/dev/zero of=./a.dat bs=8k count=1M oflag=direct
^C469480 0 records in
469480 0 records out
3845980160 bytes (3.8 GB, 3.6 GiB) copied, 272.613 s, 14.1 MB/s
2、读性能
同样在一个控制台利用dd命令进行一直读文件测试，此时在另一个控制台用： iostat -dkx 1 5 命令进行测试：
结果如下：
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
loop0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
vda 0.00 16.00 352.00 8.00 2816.00 88.00 16.13 1.07 3.01 2.85 10.00 2.74 98.80
看到持续的读文件时，磁盘IO利用率达到98%，磁盘处于满负荷状态。
读性能的最终测试结果：
root@27-58:~# dd if=./a.dat of=/dev/null bs=8k count=1M iflag=direct
469480 0 records in
469480 0 records out
3845980160 bytes (3.8 GB, 3.6 GiB) copied, 164.976 s, 23.3 MB/s
总结：以上只是测IOPS，因为设置的block比较小，调大之后就可以测试磁盘IO的bw了。
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