硬盤(pán)IO性能估算

盤(pán)IO能估入莫曉東do一、盤(pán)IO的類型IO是輸入輸出指令系統(tǒng)向存儲(chǔ)控制器下發(fā)一個(gè)讀或者寫(xiě)數(shù)據(jù)的操作指令，控制器下發(fā)地址和數(shù)據(jù)給存儲(chǔ)設(shè)備并返回結(jié)果給存儲(chǔ)控制器最后到達(dá)操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的一個(gè)IO可能會(huì)產(chǎn)生多個(gè)實(shí)際的存儲(chǔ)設(shè)備。一般可以分為：1、續(xù)SequentialIO、隨機(jī)RandomIO如果本次給出的初始地址和上次IO的結(jié)束地址是連續(xù)或者接近的，磁頭可以很快訪問(wèn)到數(shù)據(jù)，這樣的多IO就是連續(xù)IO前后兩次操作的地址相差比較大需要較長(zhǎng)距離的移動(dòng)，就是隨機(jī)在做連續(xù)IO的時(shí)候，磁頭幾乎不換道連接工作可以快速讀取和寫(xiě)入大量數(shù)據(jù)。2、序QueueIO、并發(fā)如果存儲(chǔ)設(shè)備每次只執(zhí)行一個(gè)指令，就是順序；當(dāng)存儲(chǔ)設(shè)備能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)IO命令時(shí)，控制器發(fā)送指令后不等回應(yīng)就繼續(xù)下發(fā)IO指令，稱為并發(fā)。普通磁盤(pán)一次只能響應(yīng)一個(gè)指令，但RAID等存儲(chǔ)設(shè)備的操作是并發(fā)的對(duì)順序IO的設(shè)備整IO隊(duì)列深度，性能不能產(chǎn)生變化。二、盤(pán)性衡量衡量硬盤(pán)性能，最直觀的就是IOPS和吞吐量。1、，秒處理的IO次數(shù)指存儲(chǔ)設(shè)備（、SSDSAN）單位時(shí)間內(nèi)能處理的IO請(qǐng)求數(shù)量，對(duì)隨機(jī)讀寫(xiě)頻繁的應(yīng)用，如數(shù)據(jù)庫(kù)、圖片、信息，是最關(guān)鍵的衡量指標(biāo)。數(shù)值受讀寫(xiě)比例、隨機(jī)IO大小、隊(duì)列深度等因數(shù)影響數(shù)據(jù)庫(kù)通常訪問(wèn)一系列不連續(xù)的數(shù)據(jù)根據(jù)文件物理位置需要很多次IO才能完成。所以需要隨機(jī)高的設(shè)備。2、Throughput，吐量指單位時(shí)間內(nèi)可以成功傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量，傳輸包括讀和寫(xiě)的總和對(duì)于大文件或者流媒體的應(yīng)用擁有大量順序讀寫(xiě)則更關(guān)注數(shù)據(jù)吞吐量數(shù)據(jù)吞吐量還受到存儲(chǔ)設(shè)備接口速度限制如IDE，SSD使用PCIENvme接口最佳，但同時(shí)期推出的接口都大于存儲(chǔ)設(shè)備吞吐量上限。

三、盤(pán)監(jiān)指標(biāo)通過(guò)iostat等工具觀察存儲(chǔ)設(shè)備狀況，我們一般關(guān)注下面指標(biāo)。1、r/s、，每秒寫(xiě)IO次數(shù)。IOPS=r/s+w/s。讀和寫(xiě)的能力，在不同設(shè)備中實(shí)際是有差異的，但是我們經(jīng)常簡(jiǎn)化差異，混合稱為。2、avgrq-sz，每IO請(qǐng)求的平大小如果平均小于32K認(rèn)為隨機(jī)存取為主，大于32K則是順序存儲(chǔ)為主。3、avgqu-sz，待執(zhí)行IO隊(duì)列長(zhǎng)度執(zhí)行隊(duì)列就會(huì)加長(zhǎng)，該值應(yīng)該小于2.

IO請(qǐng)求數(shù)超出存儲(chǔ)設(shè)備處理能力，待4、，等待執(zhí)行的耗時(shí)

等待耗時(shí)取決以及IO隊(duì)列長(zhǎng)度，該值應(yīng)該接近svctm。5、svctmIO服務(wù)時(shí)處理IO請(qǐng)求的耗時(shí)如機(jī)械硬盤(pán)耗時(shí)尋道時(shí)間、旋轉(zhuǎn)延遲和傳輸時(shí)間組成。6、存儲(chǔ)設(shè)IO利用率存儲(chǔ)設(shè)備的資源利用情況，隊(duì)列爭(zhēng)用程度成越高值越大。四、儲(chǔ)性1、械硬的性能算對(duì)機(jī)械硬盤(pán)來(lái)說(shuō)，IOPS=1000/(尋道時(shí)間+旋轉(zhuǎn)延時(shí)+傳輸時(shí)間)a道時(shí)間頭移動(dòng)到對(duì)應(yīng)磁道上的耗時(shí)Sata7200RPM，平均尋道時(shí)間是9msSas10000RPM均尋道時(shí)間是Sas15000RPM，平均尋道時(shí)間是4ms。b、旋轉(zhuǎn)延時(shí)，盤(pán)片旋轉(zhuǎn)至需要的扇區(qū)移至磁頭下方耗時(shí)。平均為磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間的一半，60*1000/7200/2。Sata7200RPM，旋轉(zhuǎn)延時(shí)60*1000/7200/2=4.17ms。Sas10000RPM，旋轉(zhuǎn)延時(shí)。Sas15000RPM旋轉(zhuǎn)延時(shí)c輸時(shí)間傳輸讀寫(xiě)數(shù)據(jù)耗時(shí)。平均數(shù)據(jù)大小除以接口傳輸率，耗時(shí)很小粗略計(jì)算可以忽略。Sata300~600MB/s。Sas3Gbit/s。FC，2~4Gbit/sNVME，32Gbit/s。據(jù)上述信息們常用Sas15000RPM應(yīng)16k械硬IOPS=1000/(4+2+16K/375K)=165。2.SSD硬盤(pán)IO計(jì)算固態(tài)硬盤(pán)沒(méi)有尋道時(shí)間和旋轉(zhuǎn)時(shí)間。耗時(shí)是通過(guò)地址查找數(shù)據(jù)耗時(shí)根據(jù)芯片顆粒SLC中控芯片列深度接口、PCIE的不同，一般負(fù)載非太高時(shí)是相對(duì)固定值（控制利用率）。1000/IO耗時(shí)SSD比較固定Intel320SSD8Kavgrq-sz耗時(shí)1000/0.1ms=10000IOPS。具體參考后續(xù)文章。3、估算raid盤(pán)數(shù)a、如果單盤(pán)不能滿足性能需求，需要通過(guò)實(shí)現(xiàn)，計(jì)算所需硬盤(pán)數(shù)公式如下。、，

Raid3+6*WriteIOPSb要寫(xiě)比例RAID10后需求為。，、已知機(jī)械硬盤(pán)5000IOPS所需硬盤(pán)個(gè)數(shù),6666/165=40。4常見(jiàn)儲(chǔ)設(shè)參考性avgrq-sz8~16K5400rpmSATASATARW180MB/s、RadomRW15MB/s。10000rpmFC，125IOPS15000rpmFC，150IOPSS