【系统运维】使用FIO进行磁盘性能压测
一、磁盘性能标准
磁盘性能的衡量标准通常有使用率、饱和度、IOPS、吞吐量以及响应时间这五个指标
· 使用率：磁盘处理 I/O 的时间百分比。过高的使用率（比如超过 80%），通常意味着磁盘 I/O 存在性能瓶颈。
· 饱和度：磁盘处理 I/O 的繁忙程度。过高的饱和度，意味着磁盘存在严重的性能瓶颈。当饱和度为 100% 时，磁盘无法接受新的 I/O 请求。
· IOPS（Input/Output Per Second）：磁盘每秒读写次数。IOPS是一些小文件存储、OLTP数据库应用上的关键衡量指标，因为这些应用更关注随机读写性能。比如IOPS为300，代表磁盘每秒可以有300次IO，每次IO花费时间就是1/300=0.0033
· 吞吐量：磁盘每秒读写流量，单位为MB/s。吞吐量是一些需要传输大量连续数据的应用（如视频播放）的关键衡量指标，因为这些应用更关注连续读写性能
· 响应时间：I/O 请求从发出到收到响应的间隔时间。
二、FIO工具介绍
FIO是一个功能强大的磁盘性能测试工具，支持对磁盘进行顺序读写、随机读写等多种模式测试，还可以选择测试线程数、是否裸设备、是否跳过缓存等额外功能。
FIO工具常用选项如下：
--name: 指定测试任务job名
--filename: 指定需要测试的磁盘或者文件名，可以通过冒号指定多个文件，filename=/dev/sda:/data/fio/test_file，如指定的是磁盘，只用写磁盘名就可以，不用写分区号
--rw：读写模式，包括read（顺序读）、write（顺序写）、randread（随机读）、randwrite（随机写）、randrw（混合随机读写）、readwrite（混合顺序读写）
--direct：指定direct模式。默认为True（也可写为1）表示指定O_DIRECT标识符，忽略Buffer缓存，数据直写
--bs: 指定每个I/O块的大小，默认是4K
--size：指定测试文件总大小
--numjobs: 指定测试线程数
--runtime: 指定fio任务执行时间，如果未指定该参数，FIO读写完指定的文件就自动结束
--ioengine: 指定I/O引擎，fio支持很多引擎，默认是sync同步阻塞I/O，建议配置为libaio，即Linux系统的异步I/O
--rwmixread：混合读写比例，如-rwmixread=70代表读比例为70%
--group_reporting: 当指定了numjobs时，输出结果按组显示
--iodepth: 测试队列深度，一般可不配
--time_based：如果在runtime指定的时间还没到时文件读写已经完成，将继续重复直到runtime时间结束
三、FIO测试示例
在使用FIO进行测试时注意事项：
· 一定确保测试磁盘是空闲并没有数据的，禁止在系统分区或存有业务数据的磁盘进行测试，以免损坏系统文件
· 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/test_file
# 4K 随机读
fio --name=randread --filename=/dev/sdb --direct=1 --ioengine=libaio --bs=4K --size=100G --numjobs=16 --rw=randread --runtime=120 --time_based--group_reporting
# 16K 随机读写，其中70%为读
fio --name=randrw --filename=/dev/sdb --direct=1 --ioengine=libaio --bs=16K --size=100G --numjobs=16 --rw=randrw -rwmixread=70 --runtime=120 --time_based --group_reporting
四、FIO测试报告
bw：表示磁盘吞吐量
IOPS：每秒I/O的次数
clat：提交请求和请求完成之间的时间。统计值分别是最小、最大、平均和标准方差
CPU：显示IO负载对CPU的影响
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