使用fio测试磁盘I/O性能

前言

fio是测试IOPS的非常好的工具，用来对硬件进行压力测试和验证，支持13种不同的I/O引擎，包括:sync,mmap, libaio, posixaio, SG v3, splice, null, network, syslet, guasi, solarisaio 等等。

  • 简单好用的磁盘性能测试工具

测试准备

工具：fio- Flexible IO Tester
官网：
[http://freecode.com/projects/fio] (http://freecode.com/projects/fio)
[http://brick.kernel.dk/snaps/] (http://brick.kernel.dk/snaps/)
扩展阅读：
fio man：[http://linux.die.net/man/1/fio] (http://linux.die.net/man/1/fio)

注意：性能测试建议直接通过写裸盘的方式进行测试，会得到较为真实的数据。但直接测试裸盘会破坏文件系统结构，导致数据丢失，请在测试前确认磁盘中数据已备份。

安装：

1
2
3
4
5
6
7
8
#yum安装
yum install libaio-devel fio
#手动安装
yum install libaio-devel
wget http://brick.kernel.dk/snaps/fio-2.2.10.tar.gz
tar -zxvf fio-2.2.10.tar.gz
cd fio-2.2.10
make $ make install

fio用法

  • fio分顺序读，随机读，顺序写，随机写，混合随机读写模式。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
filename=/dev/sdb1   #测试文件名称，通常选择需要测试的盘的data目录
direct=1             #测试过程绕过机器自带的buffer。使测试结果更真实
rw=randwrite         #测试随机写的I/O
rw=randrw            #测试随机写和读的I/O
bs=16k               #单次io的块文件大小为16k
bsrange=512-2048     #同上，提定数据块的大小范围
size=5G              #本次的测试文件大小为5g，以每次4k的io进行测试
numjobs=30           #本次的测试线程为30个
runtime=1000         #测试时间1000秒，如果不写则一直将5g文件分4k每次写完为止
ioengine=psync       #io引擎使用psync方式
rwmixwrite=30        #在混合读写的模式下，写占30%
group_reporting      #关于显示结果的，汇总每个进程的信息

lockmem=1G           #只使用1g内存进行测试
zero_buffers         #用0初始化系统buffer
nrfiles=8            #每个进程生成文件的数量

实例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
#顺序读
fio -filename=/dev/sda -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=read -ioengine=psync -bs=16k -size=200G -numjobs=30 -runtime=1000 -group_reporting -name=mytest

#顺序写
fio -filename=/dev/sda -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=write -ioengine=psync -bs=16k -size=200G -numjobs=30 -runtime=1000 -group_reporting -name=mytest

#随机读
fio -filename=/dev/sda -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randread -ioengine=psync -bs=16k -size=200G -numjobs=30 -runtime=1000 -group_reporting -name=mytest

#随机写
fio -filename=/dev/sda -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randwrite -ioengine=psync -bs=16k -size=200G -numjobs=30 -runtime=1000 -group_reporting -name=mytest

#混合随机读写
fio -filename=/dev/sda -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randrw -rwmixread=70 -ioengine=psync -bs=16k -size=200G -numjobs=30 -runtime=100 -group_reporting -name=mytest -ioscheduler=noop

也可以添加到配置文件里测试：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
#复制下面的配置内容，将directory=/path/to/test修改为你测试硬盘挂载目录的地址，并另存为fio.conf

[global]
ioengine=libaio
direct=1
thread=1
norandommap=1
randrepeat=0
runtime=60
ramp_time=6
size=1g
directory=/path/to/test

[read4k-rand]
stonewall
group_reporting
bs=4k
rw=randread
numjobs=8
iodepth=32

[read64k-seq]
stonewall
group_reporting
bs=64k
rw=read
numjobs=4
iodepth=8

[write4k-rand]
stonewall
group_reporting
bs=4k
rw=randwrite
numjobs=2
iodepth=4

[write64k-seq]
stonewall
group_reporting
bs=64k
rw=write
numjobs=2
iodepth=4

#测试
fio fio.conf

  • 测试结果主要关注bw和iops结果
    bw：磁盘的吞吐量，这个是顺序读写考察的重点
    iops：磁盘的每秒读写次数，这个是随机读写考察的重点

硬盘性能指标

顺序读写 （吞吐量，常用单位为MB/s）：文件在硬盘上存储位置是连续的。
适用场景：大文件拷贝（比如视频音乐）。速度即使很高，对数据库性能也没有参考价值。
4K随机读写 （IOPS，常用单位为次）：在硬盘上随机位置读写数据，每次4KB。
适用场景：操作系统运行、软件运行、数据库。