SSD性能指标分析与FIO指标解读

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SSD性能指标分析与FIO指标解读

2024-07-17 18:26:36| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录 SSD性能指标主要性能指标IOPS带宽(吞吐量)延迟 条件指标访问方式队列深度(iodepth): fio指标解读配置参数.fiofio输出结果分析 参考文档

SSD性能指标 主要性能指标 IOPS

每秒的IO数量。体现存储系统性能的最主要指标。现在主流的IOPS都在90K以上了(机械硬盘还在5K左右徘徊),比如模拟大小的文件读写。每秒最高能读或写90000个的文件;如果增加磁盘,则每秒IO数量就可以变多。比如增加相同的一块盘则IOPS就可以翻倍。

带宽(吞吐量)

每秒钟最大吞吐数据量的大小。每秒传输多大的数据比如500M/s。iops和带宽是正相关,因为知道每秒IO数量,和平均每个IO的大小则可以算出整体每秒数据量大小也就是带宽。IOPS * I/O size = Bandwidth。

大文件持续传输型的应用需要的是充分的带宽性能,而小文件随机读写的应用则要求足够的I/O能力。在存储领域有个不成文的规定,只要以IOPS来描述,那么就一般代表是小I/O(32KB)。

延迟

是指完成一次IO请求所需的时间。延迟是关注存储性能时最重要的单个指标。 我们从发出请求到存储层的那一刻开始测量,并在获取请求的数据或确认数据已存储在磁盘上时停止测量。数据得到响应前需要等待的时间。

他和IOPS的区别:比如说我一个主机挂了一块SSD和100块HDD,SSD速度快其实就是延迟低,就是说我发送一条请求可以比HDD更快的返回。但是这里100块HDD的IOPS要高于SSD,因为他每秒能处理的IO要更多。

条件指标 访问方式 顺序读写:比如将一个很大的文件写入。则读取大量的是相邻的顺序的数据块。这个模式可显示最高的吞吐量。主要是针对的大容量文件读写文件性能,这时我们主要关注带宽指标。随机访问读写。不遵循文件的先后顺序,读写操作的时候能够任意跳到某个文件,主要作用是针对零碎文件(病毒扫描、启动程序等)任务。这时我们主要关注IOPS指标。 队列深度(iodepth):

它表示平均有多少I / O请求(在运行中),也就是同时处理多少个IO。拥有队列是有益的,因为队列中的请求可以以优化的方式(通常是并行方式)提交给存储子系统。

类似于cpu处理多线程,一个cpu处理一个线程一段时间然后切换到另一个线程去处理,这样每个线程处理时间提高了,但是充分利用了CPU性能提高了多线程的性能。加大硬盘队列深度就是让硬盘不断工作,减少硬盘的空闲时间。但是代价就是提高了延迟。

不同队列深度有着不同的性能表现,通常队列深度为1时有最好的延迟表现;随着队列深度的增加,其IOPS会随之增长,QD1~QD4基本是线性提升,QD8大概是QD4的双倍,QD16又是QD8的双倍,直到获得SSD的最大IOPS(一般是32);在未达到SSD的最大IOPS时,随着队列深度的增加,其延迟增加通常并不剧烈;在达到最大IOPS后,随着队列深度的增加,其IOPS趋于稳定,但延迟通常会随队列深度的增加而线性增长。 在这里插入图片描述

加大队列深度 -> 提高利用率 -> 获得IOPS和MBPS峰值 ->注意响应延迟在可接受的范围内 建议:也就是说队列深度最好设置到16或者32,以获得最大的IOPS。就是设置能达到最大IOPS的最小的队列深度。

线程数:比如设置为8。在固态硬盘内部,单次读取耗时主要分为两部分:寻址延迟时间和传输时间。单线程的时候,即使队列深度大于1,但每个访问请求的这两步都是串行的,也就是必须先寻址然后才能传输。而多线程的时候,不同线程的这两步是可以并行的。传输完线程1的数据后就可以马上开始线程2的数据传输。也就是提升线程数可以明显提升SSD的性能。但这个提升并不是倍数关系,因为可能2线程比1线程提升很大,但是8线程并不比2线程有很大幅度的性能提升。 fio指标解读 配置参数.fio ioengine=libaio libaio - Linux 原生的异步 I/O,这也是通常我们这边用的最多的测试盘吞吐和延迟的方法sync - 也就是最通常的 read / write 操作vsync - 使用 readv / writev,主要是会将相邻的 I/O 进行合并psync - 对应的 pread / pwritepvsync / pvsync2 - 对应的 preadv / pwritev,以及 preadv2 / p writev2 rw=randrw read - 顺序读write - 顺序写trim - 顺序裁剪randread - 随机读randwrite - 随机写randtrim - 随机裁剪rw, readwrite - 混合顺序读写randrw - 混合的随机读写trimwrite - 顺序的裁剪 + 顺序写 rwmixwrite=90 (混合模式使用) 混合读写中,写占的百分比 bs=4k(block size)一次io操作大小 通常我们都是读写使用相同的 block,譬如 bs=4k,我们还可以用 bs=4k,16k 来设置读是 4k,但写是 16k。每次4k的io进行测试 iodepth=16 队列深度 numjobs=8 线程数,比如设置8 size=512m 每个线程读写的数据量521M 传输完成就结束 fio输出结果分析

https://tobert.github.io/post/2014-04-17-fio-output-explained.html 在这里插入图片描述

IOPS: 每秒的输入输出量(或读写次数),是衡量磁盘性能的主要指标之一; Bw: 带宽; slat 表示fio 提交到内核某个I/O的延迟; clat 表示fio 内核完成某个I/O的延迟; lat 表示从fio将请求提交给内核,再到内核完成这个I/O为止所需要的时间; 关系是 lat = slat + clat usr:表示用户空间进程; sys:表示内核空间进程;

参考文档

参考1 参考2 参考3 参考4 参考5 https://zhuanlan.zhihu.com/p/413839865 https://blog.csdn.net/yuesichiu/article/details/8722417 https://blog.csdn.net/qq_42776455/article/details/108793391



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