推断磁盘最大IOPS

综合来说，直接查看磁盘厂家提供的性能指标是最快的，但是实际中，磁盘可能组了raid，可能我们是使用的虚拟机。

也可以使用DD命令来直接测试，但是生产环境中我们需要尽量避免不必要的操作。

我后面发现使用iostat命令可以推断磁盘的理论最大IOPS：

 

解读 iostat -kx 输出

以下是提供的 iostat -kx 输出的详细解释：

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda               0.00     0.05    0.04    0.65     3.28    13.28    47.76     0.00    1.46    0.57    1.52   0.86   0.06
dm-0              0.00     0.00    0.04    0.69     3.22    13.90    47.10     0.00    1.23    0.47    1.27   0.81   0.06
dm-1              0.00     0.00    0.00    0.00     0.01     0.00    51.80     0.00    0.05    0.05    0.00   0.10   0.00

关键字段解释

• rrqm/s：每秒读取的合并请求数。这个字段表示的是将多个读取请求合并成一个请求的次数。
• wrqm/s：每秒写入的合并请求数。类似地，这表示写入请求的合并次数。
• r/s：每秒读取的请求数。
• w/s：每秒写入的请求数。
• rkB/s：每秒读取的数据量，单位是KB。
• wkB/s：每秒写入的数据量，单位是KB。
• avgrq-sz：平均请求大小，单位是块（通常是KB）。
• avgqu-sz：平均队列长度，表示在设备上排队的请求的平均数量。
• await：每个 I/O 请求的平均等待时间，单位是毫秒。这个值包括等待时间和服务时间。
• r_await：读取请求的平均等待时间。
• w_await：写入请求的平均等待时间。
• svctm：每个 I/O 请求的平均服务时间，单位是毫秒。
• %util：设备的 I/O 使用率，表示设备在观测周期内有多少时间处于活动状态，单位是百分比。这个值接近 100% 表示设备非常忙碌，而值接近 0% 表示设备几乎处于空闲状态。

关于 %util

• %util 是衡量磁盘 I/O 使用情况的关键指标。它表示磁盘在指定的时间间隔内的总利用率，即设备的忙碌程度。
• 当 %util 值很高（接近 100%）时，说明磁盘正在处理大量的 I/O 请求，可能会成为系统的瓶颈。
• 当 %util 值很低时，说明磁盘的 I/O 负载很轻，磁盘在处理请求时几乎处于空闲状态。

实际应用

在监控磁盘性能时，%util 是一个非常有用的指标。如果系统出现性能问题，查看 %util 可以帮助确定是否磁盘 I/O 是造成瓶颈的原因。

例如：

sda               0.00     0.05    0.04    0.65     3.28    13.28    47.76     0.00    1.46    0.57    1.52   0.86   0.06

sda 磁盘的 %util 为 0.06%，表示磁盘几乎没有被占用，因此目前没有 I/O 性能瓶颈。
确实，你可以使用 %util 来推断磁盘的理论最大 I/O 性能。尽管 %util 本身是表示磁盘在观察周期内的忙碌程度，但可以通过分析 %util 以及其他相关指标来估计磁盘的最大 I/O 性能。

如何推断磁盘的理论最大 I/O 性能

1. 观察 %util 的峰值：

   如果 %util 值接近 100%，这意味着磁盘在观测期间几乎一直处于忙碌状态。这通常表明磁盘已经达到了其最大 I/O 性能或接近饱和状态。

2. 计算理论最大 IOPS：

   通过 %util 和实际测得的 IOPS（每秒 I/O 请求数），你可以估计磁盘的理论最大 IOPS。例如，如果磁盘的 %util 在高负载测试中达到了 100%，而 iostat 显示的 r/s 和 w/s 总和为 X，那么理论上的最大 IOPS 可能接近 X。计算公式为：

   \[\text{理论最大 IOPS} = \frac{\text{测得的 IOPS}}{\text{当前的 %util}} \times 100\% \]

   例如，如果 iostat 显示的 r/s + w/s 总和为 500，并且 %util 是 75%，那么理论上的最大 IOPS 可以估计为：

   \[\text{理论最大 IOPS} = \frac{500}{75\%} \approx 667 \text{ IOPS} \]

3. 结合其他指标：

   • avgrq-sz（平均请求大小）：较大的请求大小通常会导致较低的 IOPS，但较高的吞吐量。结合 rkB/s 和 wkB/s 计算吞吐量可以帮助理解磁盘的性能特性。
   • await（平均等待时间）：较高的等待时间通常意味着磁盘 I/O 操作繁忙或存在瓶颈。

4. 考虑设备规格：

   磁盘的理论最大 I/O 性能通常可以在制造商的规格中找到。通过将测量值与这些规格进行比较，可以确认实际性能是否接近理论值。

示例计算

假设在高负载情况下的 iostat 输出如下：

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await r_await w_await  svctm  %util
sda               0.00     0.05    0.40    0.80    25.00    50.00    100.00    1.50    3.00    2.00    4.00   0.90   100.00

• 当前 IOPS：r/s + w/s = 0.40 + 0.80 = 1.20 IOPS
• 当前 %util：100%

理论上，磁盘的最大 IOPS 可以是当前 IOPS 除以当前 %util 的百分比，并乘以 100：

\[\text{理论最大 IOPS} = \frac{1.20}{100\%} \times 100 = 1.20 \text{ IOPS} \]

这个例子中的计算显示了磁盘已经达到其最大 IOPS。实际的理论最大值需要参考硬件规格和其他性能测试数据来进行更准确的估算。