硬盘测试工具fio用法总结

一  fio介绍

linux下的一种常用的磁盘测试工具，支持裸盘和文件形式进行测试

 

二  硬盘测试常用名词

延迟：io的发起到返回写入成功的时间成为延迟，fio中延迟分为lat，slat，clat。

slat:提交延迟，表示硬盘将io提交到kernel需要的时间

clat:完成延迟，表示从kernel到io完成需要的时间。

lat：自slat开始至clat结束经历的时间。

吞吐：带宽的上限

带宽：单位时间内从一端到另一端的数据量，成为带宽。

 

 

三  常见参数

direct=1     //不使用文件系统缓存

iodepth      //io深度，线程向ssd发送多少个io请求，iodepth与接口有关，与介质无关，一般sata < 32; sas < 128; nvme <4096

rw             //值可以是write，read，randread，randwrite，randrw，当设置为rw时需指定rwmixread

ioengine   //写入引擎，linux通常使用libaio

bs            //最小写入块

numjobs   //开启多个线程同时写入

runtime     //限制任务运行的时间，若测试任务先于改时间结束，且未指定tmie_based ，则任务会直接退出

tmie_based //和runtime连用，若runtime未用完，会一直跑下去

loops           //循环，通常不和runtime连用

ramp_time        //在执行测试前忽略的时间

ioscheduler 　　//io调度算法

iodepth_batch     //默认是iodepth的值

iodepth_batch_complete        //io请求过来后，能retrieve获得的最多请求数；

ipdepth_low         //io请求达到这个水平线后，开始尝试去补充和获取请求，默认是iodepth的值；

max_latency      //最大延迟，当延迟超过该值，fio会自动退出

latency_target=int             //目标延迟，最大可接受的延迟，单位微秒

latency_window=int          //延迟窗口，工作在不同队列深度下测试性能的窗口，单位微妙

latency_percentile=float   //延迟时间百分比，默认为100.0，意味着所有IO延迟必须等于或低于目标设置的值。

 

 四   常用参数理解

 4.1   iodepth

iodepth即队列深度，机械硬盘不支持异步写入，该值对机械硬盘无意义。固态硬盘是支持异步处理的，同时可以处理多个io请求，iodepth可以控制io队列的深度，增大该值可以提高读写性能，但随着iodepth的增大，延迟同样也会增大。

4.2   延迟

固态硬盘产品手册能达到的最大读写和iops是理想单盘情况下能达到的最大值，但是实际生产使用中，因为raid，阵列卡缓存，写入延迟的影响，通常使用过程中的写入性能是低于产品手册的，我们可以通过fio设置latency_target，latency_window，latency_percentile等值，在实际的应用场景下模拟生产业务要求进行写入测试

 

五   fio测试结果分析

usec/msec      //时间单位，微秒，毫秒

stdev              //标准差

clat percentiles  //写入延迟分布情况

ctx       //进程上下文切换次数

majf/minf            //主要和次要页面错误数量

submits/complete             //代表同一时间段内fio发送上去和已完成的io数量，此处小于4(可能是1)可能和收割参数有关

issued                //发送的io总量

aggrb                        //group总带宽

minb                //最小平均带宽.

mint                   //group中线程的最短运行时间.

ios                    //所有group总共执行的IO数.

merge                    //总共发生的IO合并数.

in_queue            //花费在队列上的总共时间.

util                     //磁盘利用率

 

 

六  测试示列

 

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth=128 -thread -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=4k -size=100G -numjobs=8 -runtime=6m -ramp_time=60 -group_reporting -name=mytest -iodepth_batch_complete=16 

 

fio -filename=/data/tempfile.dat -direct=1 -iodepth=128 -thread -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=4k -size=100G -numjobs=8 -runtime=6m -ramp_time=60 -group_reporting -name=mytest -iodepth_batch_complete=16 -latency_target=4000 -latency_window=50000000 -latency_percentile=99           //限定99%的io请求延迟在4毫秒下

 

 

 

 

参考链接

 

https://fio.readthedocs.io/en/latest/fio_doc.html#i-o-depth 

https://github.com/axboe/fio/commit/3e260a46ea9a8de224c3d0a29a608da3440f284a