Linux系统测试工具

一、文件系统测试工具简介

1、LTP

参考网站：http://oss.sgi.com/projects/ltp/

LTP(Linux Test Project)是由SGI和IBM联合发起的项目，提供一套验证Linux系统可靠性、健壮性、稳定性的测试套件，也可用来进行POSIX兼容测试和功能性测试。LTP提供了2000多个测试工具，可以根据需要自行进行定制。同时，LTP还是一个优秀的自动化测试框架，基于它通过设计测试用例和测试工具可以实现更多功能的测试自动化。

稳定性测试相关参考：

基于LTP《测试Linux的可靠性》http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-rel/

2、fstest

参考网站：http://www.tuxera.com/community/posix-test-suite/

fstest是一套简化版的文件系统POSIX兼容性测试套件，它可以工作在FreeBSD, Solaris, Linux上用于测试UFS, ZFS, ext3, XFS and the NTFS-3G等文件系统。fstest目前有3601个回归测试用例，测试的系统调用覆盖chmod, chown, link, mkdir, mkfifo, open, rename, rmdir, symlink, truncate, unlink。

该用例测试以上几个常用的文件系统调用，涉及用例约2K条左右，基于Android系统的测试，需要将相关测试用例的shell脚本稍微做下适配，可以基于busybox下的相关命令（如dirname修改为busybox dirname），另外还需要适配主脚本“misc.sh”里面的相关命令

3、locktests

参考网站：http://nfsv4.bullopensource.org/tools/tests/locktest.php

locktest用于fcntl锁功能的压力测试。运行时，主进程先在指定文件区域设置字节范围的记录锁，然后多个从进程尝试在该文件区域执行read, write, 加新锁操作。这些操作结果是可预期的（矩阵如下），如果操作结果与预期一致则测试通过，否则测试失败。

Expected results

Here is the table of expected results, depending on :

Slave test operations (READ, WRITE, SET A WRITE LOCK … )
Master Operation (SET A READ LOCK, SET A WRITE LOCK )
Slave types (Processes, threads)
Locking profile (POSIX locking, Mandatory locking)

			Master
Slave type	Test operation	advisory	locking	mandatory	locking
		read lock	write lock	read lock	write lock
thread	set a read lock	Allowed	Allowed	Allowed	Allowed
	set a write lock	Allowed	Allowed	Allowed	Allowed
	read	Allowed	Allowed	Allowed	Allowed
	write	Allowed	Allowed	Allowed	Allowed
process	set a read lock	Allowed	Denied	Allowed	Denied
	set a write lock	Denied	Denied	Denied	Denied
	read	Allowed	Allowed	Denied	Allowed
	write	Allowed	Allowed	Denied	Denied

4、PCTS

参考网站：http://www.opengroup.org/testing/downloads.html

PCTS(Posix Complicance Testing Suite)，POSIX一致性测试套件，是从POSIX标准出发，通过严格的、定量地测试，以验证、评价、认证操作系统符合POSIX标准的程序的测试软件。IEEE std2003.1是PCTS的设计标准，常见的PCTS主要有VSX-PCTS、NIST-PCTS、OPTS-PCTS三种实现，上面提供的连接为 VSX-PCTS。

5、iozone

参考网站：http://www.iozone.org/

Iozone是目前应用非常广泛的文件系统测试标准工具，它能够产生并测量各种的操作性能，包括read, write, re-read, re-write, read backwards, read strided, fread, fwrite, random read, pread ,mmap, aio_read, aio_write等操作。Iozone目前已经被移植到各种体系结构计算机和操作系统上，广泛用于文件系统性能测试、分析与评估的标准工具。

6、Postmark

参考网站：http://openbenchmarking.org/test/pts/postmark

Postmark 是由著名的 NAS 提供商 NetApp 开发，用来测试其产品的后端存储性能。Postmark主要用于测试文件系统在邮件系统或电子商务系统中性能，这类应用的特点是：需要频繁、大量地存取小文件。 Postmark 的测试原理是创建一个测试文件池。文件的数量和最大、最小长度可以设定，数据总量是一定的。创建完成后， Postmark 对文件池进行一系列的事务（ transaction ）操作，根据从实际应用中统计的结果，设定每一个事务包括一次创建或删除操作和一次读或添加操作，在有些情况下，文件系统的缓存策略可能对性能造成影响， Postmark 可以通过对创建 / 删除以及读 / 添加操作的比例进行修改来抵消这种影响。事务操作进行完毕后， Post 对文件池进行删除操作，并结束测试，输出结果。 Postmark是用随机数来产生所操作文件的序号，从而使测试更加贴近于现实应用。输出结果中比较重要的输出数据包括测试总时间、每秒钟平均完成的事务数、在事务处理中平均每秒创建和删除的文件数，以及读和写的平均传输速度。

一、Postmark原理

Postmark是由着名的NAS提供商NetApp开发，用来测试其产品的后端存储性能。

Postmark主要用于测试文件系统在邮件系统或电子商务系统中性能，这类应用的特点是：需要频繁、大量地存取小文件。

Postmark的测试原理是创建一个测试文件池。文件的数量和最大、最小长度可以设定，数据总量是一定的。创建完成后，Postmark对文件池进行一系列的事务（transaction）操作，根据从实际应用中统计的结果，设定每一个事务包括一次创建或删除操作和一次读或添加操作，在有些情况下，文件系统的缓存策略可能对性能造成影响，Postmark可以通过对创建/删除以及读/添加操作的比例进行修改来抵消这种影响。事务操作进行完毕后，Post 对文件池进行删除操作，并结束测试，输出结果。

Postmark是用随机数来产生所操作文件的序号，从而使测试更加贴近于现实应用。

输出结果中比较重要的输出数据包括测试总时间、每秒钟平均完成的事务数、在事务处理中平均每秒创建和删除的文件数，以及读和写的平均传输速度。

二．Postmark的安装：

postmark软件只有一个.c文件，在gcc下编译即可。假定编译之后的可执行文件名为postmark。

7、fio

参考网站：http://freecode.com/projects/fio

fio是一个I/O标准测试和硬件压力验证工具，它支持13种不同类型的I/O引擎（sync, mmap, libaio, posixaio, SG v3, splice, null, network, syslet, guasi, solarisaio等），I/O priorities (for newer Linux kernels), rate I/O, forked or threaded jobs等等。fio可以支持块设备和文件系统测试，广泛用于标准测试、QA、验证测试等，支持Linux, FreeBSD, NetBSD, OS X, OpenSolaris, AIX, HP-UX, Windows等操作系统。

8、filebench

参考网站：http://sourceforge.net/projects/filebench/

Filebench 是一款文件系统性能的自动化测试工具，它通过快速模拟真实应用服务器的负载来测试文件系统的性能。它不仅可以仿真文件系统微操作（如 copyfiles, createfiles, randomread, randomwrite ），而且可以仿真复杂的应用程序（如 varmail, fileserver, oltp, dss, webserver, webproxy ）。 Filebench 比较适合用来测试文件服务器性能，但同时也是一款负载自动生成工具，也可用于文件系统的性能。

9、bonnie

参考网站：

http://sourceforge.net/projects/bonnie/

http://www.textuality.com/bonnie/

Bonnie++是一个用来测试UNIX文件系统性能的测试工具，主要目的是为了找出系统的性能瓶颈，其名字来源于作者喜爱的歌手Bonnie Raitt。

Bonnie++在类似的测试工具和软件中不是最大的和最复杂的，但是在易用性和输出结果显示方面很不错。

为什么需要bonnie++？

我们有以下假设：

内存是有限的，因此cache经常会达到上限；因此许多I/O操作最终需要真正执行I/O；因此有必要测试真实I/O的速度，而且在UNIX文件系统中随机搜索是非常慢的；

Bonnie++做了什么？

Bonnie++在一个已知文件大小的文件上执行一系列的测试操作。如果不指定文件大小，Bonnie++默认使用100MB。这个默认大小对于大型服务器来说可能不够大，因此文件的大小最好比可用RAM的大小大一点，一般会要求大两倍。

Bonnie++的使用说明

Bonnie++将长时间的执行磁盘文件读写操作（中间不断给出进程报告），然后生成一个小而精的报告。

下载Bonnie++的源码；

解压tar -xzf bonnie++-1.03e.tgz

进入解压后的目录

编译Bonnie++：make

至此，Bonnie++就已经安装，并可以使用了。

10、sysbench

sysbench提供了针对linux的基准测试能力，它支持测试CPU、内存、文件IO、信号量、线程等的能力，甚至包括mysql的基准测试。

安装：

# wget http://nchc.dl.sourceforge.net/project/sysbench/sysbench/0.4.12/sysbench-0.4.12.tar.gz
# tar zxvf sysbench-0.4.12.tar.gz -C ../software/
# ./configure --prefix=/usr/local/sysbench-0.4.12 \
--with-mysql-includes=/usr/local/mysql-5.5.8/include \
--with-mysql-libs=/usr/local/mysql-5.5.8/lib
# make
# make install

1. 基本指令
sysbench [common-options] --test=name [test-options] command
2. 测试文件IO负载
使用以下命令创建测试文件

sysbench --test=fileio --file-total-size=128G prepare

使用以下命令负载测试

sysbench --test=fileio --file-total-size=128G --file-test-mode=rndrw --max-time=60 --max-requests=0 run

测试完毕，使用以下命令清理测试文件

sysbench --test=fileio --file-total-size=128G cleanup

注意：

测试文件大小最好大于内存，确保文件缓存不会过多影响测试；
通过声明--file-test-mode选项，你可以告诉sysbench你想进行哪种类型的负载（顺序读写、随机读写、或者组合）。上面例子中指定了随机读写。
通过声明--max-time选项，你可以告诉sysbench你的测试时长。上面例子中指定了60秒。
3. 测试CPU负载
下面是一个验证最大素数的例子，通常用它来测试CPU

sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=20000 --num-threads=2 run

4. 测试内存负载
执行以下命令：

sysbench --test=memory --num-threads=4 run

更多参数参见：SysBench manual

二、内存测试工具简介

1、memtester

参考网站：http://pyropus.ca/software/memtester/

memtester是用户态工具，用于测试内存子系统的故障。非常方便，支持32位或64位Unix-like系统。对于硬件开发开发者来说，memtester可以定位到物理地址。

1、安装

下载获取memtester-4.3.0.tar.gz源码包。

#tar –zxvf memtester-4.3.0.tar.gz

#make

#make install

2、测试

./memtester [-p physaddrbase] [B|K|M|G] [loops]

其中：

Physaddrbase：需要测试的物理地址；

<mem>[B|K|M|G]：测试内存的大小；

[loops]：测试次数