fio测试磁盘性能
fio测试磁盘读写
衡量指标
一般使用以下指标衡量云硬盘的性能：
IOPS：每秒读/写次数，单位为次（计数）。存储设备的底层驱动类型决定了不同的 IOPS。
吞吐量：每秒的读写数据量，单位为MB/s。
时延：I/O 操作的发送时间到接收确认所经过的时间，单位为微秒。
测试工具
FIO 是测试磁盘性能的工具，用来对硬件进行压力测试和验证，本文以 FIO 为例。 使用 FIO 时，建议配合使用 libaio 的 I/O 引擎进行测试。
测试对象建议
建议在空闲的、未保存重要数据的硬盘上进行 FIO 测试，并在测试完后重新制作被测硬盘的文件系统。
测试硬盘性能时，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/file）。
工具安装
- 参考 使用标准登录方式登录 Linux 实例（推荐） 登录云服务器，本文以 CentOS 7.6 操作系统的云服务器为例。
- 执行以下命令，查看云硬盘是否4KiB对齐。
fdisk -lu
如下图所示，若返回结果中的 Start 值能被8整除即是4KiB对齐。否则请完成4KiB对齐后再进行测试。
依次执行以下命令，安装测试工具 FIO 和 libaio。
yum install libaio -y
yum install libaio-devel -y
yum install fio -y
安装完成后，请参见测试示例开始硬盘性能测试。
测试示例
不同场景的测试公式基本一致，只有 rw、iodepth 和 bs（block size）三个参数的区别。例如，每个工作负载适合最佳 iodepth 不同，取决于您的特定应用程序对于 IOPS 和延迟的敏感程度。
参数说明：
| 参数名 | 说明 | 取值样例 |
|---|---|---|
| bs | 每次请求的块大小。取值包括4k、8k及16k等。 | 4k |
| ioengine | I/O 引擎。推荐使用 Linux 的异步 I/O 引擎。 | libaio |
| iodepth | 请求的 I/O 队列深度。 | 1 |
| direct | 指定 direct 模式。True（1）表示指定 O_DIRECT 标识符，忽略 I/O 缓存，数据直写。False（0）表示不指定 O_DIRECT 标识符。默认为 True（1）。 | 1 |
| read | 读写模式。取值包括顺序读（read）、顺序写（write）、随机读（randread）、随机写（randwrite）、混合随机读写（randrw）和混合顺序读写（rw，readwrite）。 | read |
| time_based | 指定采用时间模式。无需设置该参数值，只要 FIO 基于时间来运行。 | N/A |
| runtime | 指定测试时长，即 FIO 运行时长。 | 100 |
| refill_buffers | FIO 将在每次提交时重新填充 I/O 缓冲区。默认设置是仅在初始时填充并重用该数据。 | N/A |
| norandommap | 在进行随机 I/O 时，FIO 将覆盖文件的每个块。若给出此参数，则将选择新的偏移量而不查看 I/O 历史记录。 | N/A |
| randrepeat | 随机序列是否可重复，True（1）表示随机序列可重复，False（0）表示随机序列不可重复。默认为 True（1）。 | 0 |
| group_reporting | 多个 job 并发时，打印整个 group 的统计值。 | N/A |
| name | job 的名称。 | fio-read |
| size | I/O 测试的寻址空间。 | 1G |
| filename | 测试对象，即待测试的磁盘设备名称。 | /dev/sdb |
| numjobs | 并发线程数，默认为1。当被测试硬盘性能较高时推荐加大numjobs数（如2或4等）以增加压力。 | 1 |
常见用例如下：
bs = 4k iodepth = 1：随机读/写测试，能反映硬盘的时延性能
fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=1 -numjobs=1 -direct=1 -rw=randread -time_based -runtime=600 -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-randread-lat -size=10G -filename=/dev/vdb
执行以下命令，测试硬盘的随机写时延。
fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=1 -numjobs=1 -direct=1 -rw=randwrite -time_based -runtime=600 -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-randwrite-lat -size=10G -filename=/dev/vdb
执行以下命令，测试 SSD 云硬盘的随机混合读写时延性能。
fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=1 -numjobs=1 -direct=1 -rw=randrw -time_based -runtime=100 -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-read -size=1G -filename=/dev/vdb
测试结果如下图所示：
bs = 128k iodepth = 32：顺序读/写测试，能反映硬盘的吞吐性能
执行以下命令，测试硬盘的顺序读吞吐带宽。
fio -bs=128k -ioengine=libaio -iodepth=32 -numjobs=1 -direct=1 -rw=read -time_based -runtime=600 -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-read-throughput -size=10G -filename=/dev/vdb
执行以下命令，测试硬盘的顺序写吞吐带宽。
fio -bs=128k -ioengine=libaio -iodepth=32 -numjobs=1 -direct=1 -rw=write -time_based -runtime=600 -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-write-throughput -size=10G -filename=/dev/vdb
执行以下命令，测试 SSD 云硬盘的顺序读吞吐性能。
fio -bs=128k -ioengine=libaio -iodepth=32 -numjobs=1 -direct=1 -rw=read -time_based -runtime=600 -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-rw -size=10G -filename=/dev/vdb
测试结果如下图所示：
bs = 4k iodepth = 32：随机读/写测试，能反映硬盘的 IOPS 性能
执行以下命令，测试硬盘的随机读 IOPS。
fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=32 -numjobs=4 -direct=1 -rw=randread -time_based -runtime=600 -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-randread-iops -size=10G -filename=/dev/vdb
执行以下命令，测试硬盘的随机写 IOPS。
fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=32 -numjobs=4 -direct=1 -rw=randwrite -time_based -runtime=600 -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-randwrite-iops -size=10G -filename=/dev/vdb
测试硬盘的随机读 IOPS 性能。如下图所示：
