磁盘性能测试工具之fio
fio是测试磁盘性能的一个非常好的工具，用来对硬件进行压力测试和验证。
注意事项
CentOS 6.5等较老版本的操作系统用fdisk创建分区时，默认为非4KB对齐选择初始磁柱编号，对性能有较大的影响，建议针对该类操作系统，在创建分区时4KB对齐选取初始磁柱编号。- 请不要在系统盘上进行fio测试，避免损坏系统重要文件。
- 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）。
- fio测试建议在空闲的、未保存重要数据的磁盘上进行，并在测试完成后重新创建文件系统。
参数
| 参数名 | 说明 | 取值样例 |
|---|---|---|
| name | 定义测试任务名称 | N/A |
| filename | 测试对象，即待测试的磁盘设备名称。 | N/A |
| bs | 每次请求的块大小。取值包括4k、8k及16k等。 | 4k |
| bsrange | bsrange=512-2048 数据块的大小范围 |
N/A |
| size | I/O 测试的寻址空间。也可是百分数，比如size=20%，表示读/写的数据量占该设备总文件的20%的空间 | 100GB |
| 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。此处定义的队列深度是指每个线程的队列深度，如果有多个线程测试，意味着每个线程都是此处定义的队列深度。fio总的I/O并发数=iodepth * numjobs。 | 1 |
| numjobs | 定义测试的并发线程数。 | 1 |
| direct | 定义是否使用direct I/O，可选值如下：值为0，表示使用buffered I/O值为1，表示使用direct I/O | 1 |
| rw | 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 |
| rwmixwrite | rwmixwrite=30 在混合读写的模式下，写占30% | |
| 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。 | 600 |
| 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 |
常用测试场景
测试延迟
队列深度为1，bs设置为4k，也就是模拟单个队列读写的延迟测试
吞吐
队列深度为32，bs设置为128k，测试最大能力去跑满整个磁盘带宽
iops
队列深度为32，bs设置为4k，要在最短的时间内多去读磁盘
小文件通常测试随机读写，大文件通常测试顺序读写。
测试顺序读IOPS
fio -name=Seq_Read_IOPS_Test -group_reporting -direct=1 -iodepth=128 -rw=read -ioengine=libaio -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -bs=4k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -filename=/dev/[device]
测试顺序写IOPS
fio -name=Seq_Write_IOPS_Test -group_reporting -direct=1 -iodepth=128 -rw=write -ioengine=libaio -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -bs=4k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -filename=/dev/[device]
测试随机写IOPS
fio -name=Rand_Write_IOPS_Test -group_reporting -direct=1 -iodepth=128 -rw=randwrite -ioengine=libaio -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -bs=4k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -filename=/dev/[device]
测试随机读IOPS
fio -name=Rand_Read_IOPS_Test -group_reporting -direct=1 -iodepth=128 -rw=randread -ioengine=libaio -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -bs=4k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -filename=/dev/[device]
测试混合读写
fio -name=Read_Write_IOPS_Test -group_reporting -direct=1 -iodepth=128 -rw=randrw -rwmixread=70 -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -ioengine=libaio -bs=4k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -ioscheduler=noop
测试写吞吐量
fio -name=Write_BandWidth_Test -group_reporting -direct=1 -iodepth=32 -rw=write -ioengine=libaio -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -bs=1024k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -filename=/dev/[device]
测试读吞吐量
fio -name=Read_BandWidth_Test -group_reporting -direct=1 -iodepth=32 -rw=read -ioengine=libaio -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -bs=1024k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -filename=/dev/[device]
测试结果输出指标
- 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。 --> iops
- 吞吐量：每秒的读写数据量，单位为MB/s。 --> bw
- 时延：I/O 操作的发送时间到接收确认所经过的时间，单位为秒。 --> lat (msec)
- runt：总运行时间
