【测试】磁盘、CPU统计iostat工具

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iostat 例子

iostat 的输出项说明

iostat 中的 %util 指标说明

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iostat主要用于监控系统设备的IO负载情况，iostat首次运行时显示自系统启动开始的各项统计信息，之后运行iostat将显示自上次运行该命令以后的统计信息。用户可以通过指定统计的次数和时间来获得所需的统计信息。

iostat 例子

•  下面给出几个例子：

  # 显示一条包括所有的CPU和设备吞吐率的统计信息
  # iostat
  Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/21/2008
  
  avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
             0.10    0.04    0.37    0.07    0.00   99.42
  
  Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn
  sda               1.44        16.79        10.58     800430     504340
  sdb               0.01         0.07         0.00       3314          8
  sdc               0.86         8.56         0.00     407892         24
  
  # 每隔5秒显示一次设备吞吐率的统计信息（单位为 块/s）
   iostat -d 5
  
  # 每隔5秒显示一次设备吞吐率的统计信息（单位为 KB/s），共输出3次
   iostat -dk 5 3
  
  # 每隔2秒显示一次 sda 及上面所有分区的统计信息，共输出5次
   iostat -p sda 2 5
  
  # 每隔2秒显示一次 sda 和 sdb 两个设备的扩展统计信息，共输出6次
   iostat -x sda sdb 2 6
  Linux 2.6.18-53.el5 (cnetos5)   01/21/2008
  
  avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
             0.10    0.04    0.37    0.07    0.00   99.42
  
  Device:     rrqm/s   wrqm/s   r/s   w/s   rsec/s   wsec/s avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
  sda           0.17     0.84  0.96  0.47    16.67    10.56    19.01     0.01    7.11   1.25   0.18
  sdb           0.00     0.00  0.01  0.00     0.07     0.00     5.16     0.00    0.22   0.19   0.00
  
  …………
  
  >iostat -t 5 -x > iostat.out
  
  
  -t是输出时间和日期，5是代表5秒一次，-x是详细情况都输出
  
  
  主要查看cpu的idle和磁盘的util

  
  
  
  
   

• 深入理解：深入理解iostat ：深入理解iostathttps://bean-li.github.io/dive-into-iostat/

iostat 的输出项说明

rrqm/s：每秒对该设备的读请求被合并次数，文件系统会对读取同块(block)的请求进行合并。每秒这个设备相关的读取请求有多少被Merge了（当系统调用需要读取数据的时候，VFS将请求发到各个FS，如果FS发现不同的读取请求读取的是相同Block的数据，FS会将这个请求合并Merge）；
wrqm/s：每秒对该设备的写请求被合并次数/每秒这个设备相关的写入请求有多少被Merge了。
r/s： 该设备的每秒完成的读请求数（merge合并之后的）
w/s:  该设备的每秒完成的写请求数（merge合并之后的）
rKB/s：rkB/s: 每秒读数据量(kB为单位)，每秒发送给该设备的总读请求数 #rMB/s
wKB/s：每秒写数据量(kB为单位)，每秒发送给该设备的总写请求数 #wMB/s
avgrq-sz 平均请求扇区的大小，平均每次IO操作的数据量(扇区数为单位)
avgqu-sz 是平均请求队列的长度。毫无疑问，队列长度越短越好。  平均等待处理的IO请求队列长度
await:平均每次IO请求等待时间(包括等待时间和处理时间，毫秒为单位)。每一个IO请求的处理的平均时间（单位是微秒毫秒）。这里可以理解为IO的响应时间，一般地系统IO响应时间应该低于5ms，如果大于10ms就比较大了。
这个时间包括了队列时间和服务时间，也就是说，一般情况下，await大于svctm，它们的差值越小，则说明队列时间越短，反之差值越大，队列时间越长，说明系统出了问题。
r_await:读IO的响应时间
w_await:写IO的响应时间
（该参数已经废止，不可信）svctm: 表示平均每次设备I/O操作的服务时间（以毫秒为单位）。如果svctm的值与await很接近，表示几乎没有I/O等待，磁盘性能很好，如果await的值远高于svctm的值，
则表示I/O队列等待太长，系统上运行的应用程序将变慢。

Is the svctm's output of iostat unreliable as described within the man page? - Red Hat Customer Portal

svctm: 平均每次IO请求的处理时间(毫秒为单位) （该参数已经废止，不可信）
 

%util： 在统计时间内IO操作的时间，除以总共统计时间。例如，如果统计间隔1秒，该设备有0.8秒有IO，而0.2秒闲置，那么该设备的%util = 0.8/1 = 80%，但不代表已经到达了磁盘性能极限的80%，因为现在的磁盘大多可以并行的，详情见末尾）。
rsec/s：每秒读取的扇区数；
wsec/：每秒写入的扇区数。

• avg-cpu 部分输出项说明：

  %user	在用户级别运行所使用的 CPU 的百分比。
  %nice	nice 操作所使用的 CPU 的百分比。
  %system	在核心级别（kernel）运行所使用 CPU 的百分比。
  %iowait	CPU 等待硬件 I/O 所占用 CPU 的百分比。
  %steal	当管理程序（hypervisor）为另一个虚拟进程提供服务而等待虚拟 CPU 的百分比。
  %idle	CPU 空闲时间的百分比。

  Device 部分基本输出项说明：

  tps	每秒钟物理设备的 I/O 传输总量。
  Blk_read	读入的数据总量，单位为块。
  Blk_wrtn	写入的数据总量，单位为块。
  kB_read	读入的数据总量，单位为KB。
  kB_wrtn	写入的数据总量，单位为KB。
  MB_read	读入的数据总量，单位为MB。
  MB_wrtn	写入的数据总量，单位为MB。
  Blk_read/s	每秒从驱动器读入的数据量，单位为 块/s。
  Blk_wrtn/s	每秒向驱动器写入的数据量，单位为 块/s。
  kB_read/s	每秒从驱动器读入的数据量，单位为KB/s。
  kB_wrtn/s	每秒向驱动器写入的数据量，单位为KB/s。
  MB_read/s	每秒从驱动器读入的数据量，单位为MB/s。
  MB_wrtn/s	每秒向驱动器写入的数据量，单位为MB/s。

  Device 部分扩展输出项说明：

  rrqm/s	将读入请求合并后，每秒发送到设备的读入请求数。
  wrqm/s	将写入请求合并后，每秒发送到设备的写入请求数。
  r/s	每秒发送到设备的读入请求数。
  w/s	每秒发送到设备的写入请求数。
  rsec/s	每秒从设备读入的扇区数。
  wsec/s	每秒向设备写入的扇区数。
  rkB/s	每秒从设备读入的数据量，单位为 KB/s。
  wkB/s	每秒向设备写入的数据量，单位为 KB/s。
  rMB/s	每秒从设备读入的数据量，单位为 MB/s。
  wMB/s	每秒向设备写入的数据量，单位为 MB/s。
  avgrq-sz	发送到设备的请求的平均大小，单位为扇区。
  avgqu-sz	发送到设备的请求的平均队列长度。
  await	I/O请求平均执行时间。包括发送请求和执行的时间。单位为毫秒。
  svctm	发送到设备的I/O请求的平均执行时间。单位为毫秒。 （该参数已经废止，不可信）

iostat 中的 %util 指标说明

判断磁盘极限性能误区：只通过iostat 中的 %util 指标确定磁盘是否达到带宽或iops极限

背景：

    在判断磁盘是否达到极限性能时，总有人通过 iostat -x 中的 %util 指标来确认磁盘是否带宽带宽或IOPS瓶颈，其实这是不对的，特做如下说明：

结论：

    iostat 中的 %util 基本已经没有任何作用了，svctm也没什么参考意义

    磁盘是否达到真正极限瓶颈，需要参考通过fio等工具压测出的极限带宽和IOPS值

%util与硬盘设备饱和度

    %util表示该设备有I/O（即非空闲）的时间比率，不考虑I/O有多少，只考虑有没有。

对于以上示例输出，我们可以获取到以下信息：

每秒向磁盘上写30M左右数据(wkB/s值)
每秒有91次IO操作(r/s+w/s)，其中以写操作为主体
平均每次IO请求等待处理的时间为120.57毫秒，处理耗时为6.33毫秒
等待处理的IO请求队列中，平均有11.79个请求驻留
 

以上各值之间也存在联系，我们可以由一些值计算出其他数值，例如：

util = (r/s+w/s) * (svctm/1000)

对于上面的例子有：util = (1+90)*(6.33/1000) = 0.57603

    由于现代硬盘设备都有并行处理多个I/O请求的能力，所以%util即使达到100%也不意味着设备饱和了。

    举个简化的例子：某硬盘处理单个I/O需要0.1秒，有能力同时处理10个I/O请求，那么当10个I/O请求依次顺序提交的时候，需要1秒才能全部完成，在1秒的采样周期里%util达到100%；而如果10个I/O请求一次性提交的话，0.1秒就全部完成，在1秒的采样周期里%util只有10%。可见，即使%util高达100%，硬盘也仍然有可能还有余力处理更多的I/O请求，即没有达到饱和状态。

    那么iostat(1)有没有哪个指标可以衡量硬盘设备的饱和程度呢？很遗憾，没有。

参考文章：

【1】容易被误读的IOSTAT： http://linuxperf.com/?p=156

【2】深入理解iostat： https://bean-li.github.io/dive-into-iostat/

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