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如何在 Linux 中使用 Fio 來測評硬碟效能

2020-06-16 16:49:09

Fio（Flexible I/O Tester） 是一款由 Jens Axboe 開發的用於測評和壓力/硬體驗證的自由開源的軟體。

它支援 19 種不同型別的 I/O 引擎 (sync、mmap、libaio、posixaio、SG v3、splice、null、network、 syslet、guasi、solarisaio，以及更多)， I/O 優先順序（針對較新的 Linux 核心），I/O 速度，fork 的任務或執行緒任務等等。它能夠在塊裝置和檔案上工作。

Fio 接受一種非常簡單易於理解的文字格式的任務描述。軟體預設包含了幾個範例任務檔案。 Fio 展示了所有型別的 I/O 效能資訊，包括完整的 IO 延遲和百分比。

它被廣泛的應用在非常多的地方，包括測評、QA，以及驗證用途。它支援 Linux 、FreeBSD 、NetBSD、 OpenBSD、 OS X、 OpenSolaris、 AIX、 HP-UX、 Android 以及 Windows。

在這個教學，我們將使用 Ubuntu 16 ，你需要擁有這台電腦的 sudo 或 root 許可權。我們將完整的進行安裝和 Fio 的使用。

 

使用原始碼安裝 Fio

我們要去克隆 GitHub 上的倉庫。安裝所需的依賴，然後我們將會從原始碼構建應用。首先，確保我們安裝了 Git 。

  1. sudoapt-get install git

CentOS 使用者可以執行下述命令：

  1. sudoyum install git

現在，我們切換到 /opt 目錄，並從 Github 上克隆倉庫：

  1. cd/opt
  2. gitclone https://github.com/axboe/fio

你應該會看到下面這樣的輸出：

  1. Cloning into 'fio'...
  2. remote:Counting objects:24819,done.
  3. remote:Compressing objects:100%(44/44),done.
  4. remote:Total24819(delta 39), reused 62(delta 32), pack-reused 24743
  5. Receiving objects:100%(24819/24819),16.07MiB|0 bytes/s,done.
  6. Resolving deltas:100%(16251/16251),done.
  7. Checking connectivity...done.

現在，我們通過在 /opt 目錄下輸入下方的命令切換到 Fio 的程式碼目錄：

  1. cd fio

最後，我們可以使用下面的命令來使用 make 從原始碼構建軟體：

  1. #./configure
  2. #make
  3. #make install

 

在 Ubuntu 上安裝 Fio

對於 Ubuntu 和 Debian 來說， Fio 已經在主倉庫內。你可以很容易的使用類似 yum 和 apt-get 的標準包管理器來安裝 Fio。

對於 Ubuntu 和 Debian ，你只需要簡單的執行下述命令：

  1. sudoapt-get install fio

對於 CentOS/RedHat 你只需要簡單執行下述命令。

在 CentOS ，你可能在你能安裝 Fio 前需要去安裝 EPEL 倉庫到你的系統中。你可以通過執行下述命令來安裝它：

  1. sudoyum install epel-release -y

你可以執行下述命令來安裝 Fio：

  1. sudoyum install fio -y

 

使用 Fio 進行磁碟效能測試

現在 Fio 已經安裝到了你的系統中。現在是時候看一些如何使用 Fio 的例子了。我們將進行隨機寫、讀和讀寫測試。

 

執行隨機寫測試

執行下面的命令來開始。這個命令將要同一時間執行兩個進程，寫入共計 4GB（ 4 個任務 x 512MB = 2GB） 檔案：

  1. sudo fio --name=randwrite --ioengine=libaio --iodepth=1--rw=randwrite --bs=4k--direct=0--size=512M--numjobs=2--runtime=240--group_reporting
  1. ...
  2. fio-2.2.10
  3. Starting2 processes
  4. randwrite:(groupid=0, jobs=2): err=0: pid=7271:SatAug513:28:442017
  5. write: io=1024.0MB, bw=2485.5MB/s, iops=636271, runt=412msec
  6. slat (usec): min=1, max=268, avg=1.79, stdev=1.01
  7. clat (usec): min=0, max=13, avg=0.20, stdev=0.40
  8. lat (usec): min=1, max=268, avg=2.03, stdev=1.01
  9. clat percentiles (usec):
  10. |1.00th=[0],5.00th=[0],10.00th=[0],20.00th=[0],
  11. |30.00th=[0],40.00th=[0],50.00th=[0],60.00th=[0],
  12. |70.00th=[0],80.00th=[1],90.00th=[1],95.00th=[1],
  13. |99.00th=[1],99.50th=[1],99.90th=[1],99.95th=[1],
  14. |99.99th=[1]
  15. lat (usec):2=99.99%,4=0.01%,10=0.01%,20=0.01%
  16. cpu : usr=15.14%, sys=84.00%, ctx=8, majf=0, minf=26
  17. IO depths :1=100.0%,2=0.0%,4=0.0%,8=0.0%,16=0.0%,32=0.0%,>=64=0.0%
  18. submit :0=0.0%,4=100.0%,8=0.0%,16=0.0%,32=0.0%,64=0.0%,>=64=0.0%
  19. complete :0=0.0%,4=100.0%,8=0.0%,16=0.0%,32=0.0%,64=0.0%,>=64=0.0%
  20. issued : total=r=0/w=262144/d=0,short=r=0/w=0/d=0, drop=r=0/w=0/d=0
  21. latency : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1
  22. Run status group 0(all jobs):
  23. WRITE: io=1024.0MB, aggrb=2485.5MB/s, minb=2485.5MB/s, maxb=2485.5MB/s, mint=412msec, maxt=412msec
  24. Disk stats (read/write):
  25. sda: ios=0/0, merge=0/0, ticks=0/0, in_queue=0, util=0.00%

 

執行隨機讀測試

我們將要執行一個隨機讀測試，我們將會嘗試讀取一個隨機的 2GB 檔案。

  1. sudo fio --name=randread --ioengine=libaio --iodepth=16--rw=randread --bs=4k--direct=0--size=512M--numjobs=4--runtime=240--group_reporting

你應該會看到下面這樣的輸出：

  1. ...
  2. fio-2.2.10
  3. Starting4 processes
  4. randread:Laying out IO file(s)(1file(s)/512MB)
  5. randread:Laying out IO file(s)(1file(s)/512MB)
  6. randread:Laying out IO file(s)(1file(s)/512MB)
  7. randread:Laying out IO file(s)(1file(s)/512MB)
  8. Jobs:4(f=4):[r(4)][100.0%done][71800KB/0KB/0KB/s][17.1K/0/0 iops][eta 00m:00s]
  9. randread:(groupid=0, jobs=4): err=0: pid=7586:SatAug513:30:522017
  10. read : io=2048.0MB, bw=80719KB/s, iops=20179, runt=25981msec
  11. slat (usec): min=72, max=10008, avg=195.79, stdev=94.72
  12. clat (usec): min=2, max=28811, avg=2971.96, stdev=760.33
  13. lat (usec): min=185, max=29080, avg=3167.96, stdev=798.91
  14. clat percentiles (usec):
  15. |1.00th=[2192],5.00th=[2448],10.00th=[2576],20.00th=[2736],
  16. |30.00th=[2800],40.00th=[2832],50.00th=[2928],60.00th=[3024],
  17. |70.00th=[3120],80.00th=[3184],90.00th=[3248],95.00th=[3312],
  18. |99.00th=[3536],99.50th=[6304],99.90th=[15168],99.95th=[18816],
  19. |99.99th=[22912]
  20. bw (KB /s): min=17360, max=25144, per=25.05%, avg=20216.90, stdev=1605.65
  21. lat (usec):4=0.01%,10=0.01%,250=0.01%,500=0.01%,750=0.01%
  22. lat (usec):1000=0.01%
  23. lat (msec):2=0.01%,4=99.27%,10=0.44%,20=0.24%,50=0.04%
  24. cpu : usr=1.35%, sys=5.18%, ctx=524309, majf=0, minf=98
  25. IO depths :1=0.1%,2=0.1%,4=0.1%,8=0.1%,16=100.0%,32=0.0%,>=64=0.0%
  26. submit :0=0.0%,4=100.0%,8=0.0%,16=0.0%,32=0.0%,64=0.0%,>=64=0.0%
  27. complete :0=0.0%,4=100.0%,8=0.0%,16=0.1%,32=0.0%,64=0.0%,>=64=0.0%
  28. issued : total=r=524288/w=0/d=0,short=r=0/w=0/d=0, drop=r=0/w=0/d=0
  29. latency : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=16
  30. Run status group 0(all jobs):
  31. READ: io=2048.0MB, aggrb=80718KB/s, minb=80718KB/s, maxb=80718KB/s, mint=25981msec, maxt=25981msec
  32. Disk stats (read/write):
  33. sda: ios=521587/871, merge=0/1142, ticks=96664/612, in_queue=97284, util=99.85%

最後，我們想要展示一個簡單的隨機讀-寫測試來看一看 Fio 返回的輸出型別。

 

讀寫效能測試

下述命令將會測試 USB Pen 驅動器 (/dev/sdc1) 的隨機讀寫效能：

  1. sudo fio --randrepeat=1--ioengine=libaio --direct=1--gtod_reduce=1--name=test--filename=random_read_write.fio --bs=4k--iodepth=64--size=4G--readwrite=randrw --rwmixread=75

下面的內容是我們從上面的命令得到的輸出：

  1. fio-2.2.10
  2. Starting1 process
  3. Jobs:1(f=1):[m(1)][100.0%done][217.8MB/74452KB/0KB/s][55.8K/18.7K/0 iops][eta 00m:00s]
  4. test:(groupid=0, jobs=1): err=0: pid=8475:SatAug513:36:042017
  5. read : io=3071.7MB, bw=219374KB/s, iops=54843, runt=14338msec
  6. write: io=1024.4MB, bw=73156KB/s, iops=18289, runt=14338msec
  7. cpu : usr=6.78%, sys=20.81%, ctx=1007218, majf=0, minf=9
  8. IO depths :1=0.1%,2=0.1%,4=0.1%,8=0.1%,16=0.1%,32=0.1%,>=64=100.0%
  9. submit :0=0.0%,4=100.0%,8=0.0%,16=0.0%,32=0.0%,64=0.0%,>=64=0.0%
  10. complete :0=0.0%,4=100.0%,8=0.0%,16=0.0%,32=0.0%,64=0.1%,>=64=0.0%
  11. issued : total=r=786347/w=262229/d=0,short=r=0/w=0/d=0, drop=r=0/w=0/d=0
  12. latency : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=64
  13. Run status group 0(all jobs):
  14. READ: io=3071.7MB, aggrb=219374KB/s, minb=219374KB/s, maxb=219374KB/s, mint=14338msec, maxt=14338msec
  15. WRITE: io=1024.4MB, aggrb=73156KB/s, minb=73156KB/s, maxb=73156KB/s, mint=14338msec, maxt=14338msec
  16. Disk stats (read/write):
  17. sda: ios=774141/258944, merge=1463/899, ticks=748800/150316, in_queue=900720, util=99.35%

我們希望你能喜歡這個教學並且享受接下來的內容，Fio 是一個非常有用的工具，並且我們希望你能在你下一次 Debugging 活動中使用到它。如果你喜歡這個文章，歡迎留下評論和問題。

via: https://wpmojo.com/how-to-use-fio-to-measure-disk-performance-in-linux/

作者：Alex Pearson 譯者：Bestony 校對：wxy

本文由 LCTT 原創編譯，Linux中國 榮譽推出

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