硬盘IO性能估算入门

硬盘10性能估算入门莫晓东do

一、硬盘的类型10是输入输出指令，操作系统向存储控制器下发一个读或者写数据的操作指令，10控制器下发地址和数据给存储设备，并返回结果给存储控制器，最后到达操作系统操作系统的一个可能会产生多个实际的存储设备一般可以分为1010连续、随机如果本次给出的初始地址和上次Sequential10Random101010的结束地址是连续或者接近的，磁头可以很快访问到数据，这样的多个就是连10续如果前后两次操作的地址相差比较大，磁头需要较长距离的移动，就是1010随机在做连续的时候，磁头几乎不换道连接工作，可以快速读取和写入大1010量数据、顺序、并发如果存储设备每次只执行一个指令，就是2Queue10Burst10I顺序当存储设备能同时执行多个命令时，控制器发送指令后不等回应就10;1010继续下发指令，称为并发普通磁盘一次只能响应一个指令，但10I10RAID等存储设备的操作是并发的对顺序的设备，调整队列深度，性能不能101010产生变化

二、硬盘性能衡量衡量硬盘性能，最直观的就是和吞吐量IOPS

1、IOPS,每秒处理的10次数指存储设备（HDD、SSD、SAN）单位时间内能处理的请求数量，对随机读写频繁的应用，如数据库、图片、信息，是最10OLTP关键的衡量指标数值受读写比例、随机、大小、队列深度等因数影IOPS I10响数据库通常访问一系列不连续的数据，根据文件物理位置，需要很多次才10能完成所以需要随机高的设备

10、吞吐量指单位时间内可以成功传输的数据数量，传输包括读和写2Throughput,的总和对于大文件或者流媒体的应用，拥有大量顺序读写，则更关注数据吞吐量数据吞吐量还受到存储设备接口速度限制，比如、、、IDE SATASAS FC,SSD使用接口最佳，但同时期推出的接口都大于存储设备吞吐量上限PCIENvme

三、硬盘监控指标通过等工具观察存储设备状况，我们一般关注下面指标iostat每秒读写次数读和写的能力，在不同设备中实1r/s w/s,10IOPS=r/s+w/s际是有差异的，但是我们经常简化差异，混合称为IOPS、每次请求的平均大小如果平均小于认为随机存取为2avgrq-sz,1032K主，大于则是顺序存储为主32K、等待执行的队列长度请求数超出存储设备处理能力，3avgqu-sz,1010待执行队列就会加长，该值应该小于

2.、等待执行的耗时等待耗时取决以及队列长度，该值应该接4await,10svctm10近svctmo服务时间处理请求的耗时，比如机械硬盘耗时，由寻道时间、旋5svctm,1010转延迟和传输时间组成、存储设备利用率存储设备的资源利用情况，队列争用程度成越高值越6uitl,10大

四、存储性能

1、机械硬盘的性能计算对机械硬盘来说，IOPS=IOOO/（寻道时间+旋转延时+传输时间）、寻道时间，磁头移动到对应磁道上的耗时平均寻a Sata7200RPM,道时间是平均寻道时间是9mso Sas10000RPM,6ms平均寻道时间是、旋转延时，盘片旋转至需要的扇Sasl5000RPM,4ms b区移至磁头下方耗时平均为磁盘旋转一周所需时间的一半，60*1000/7200/2o旋转延时Sata7200RPM,60*1000/7200/2=

4.17ms旋转延时旋转延时约、传输时间，传SaslOOOORPM,3ms Sasl5000RPM,2ms c输读写数据耗时平均数据大小除以接口传输率，耗时很小粗略计算可以忽略Sata,300〜600MB/S Sas,3Gbit/s FC,2〜4Gbit/s根据上述信息，我们常用的应用块，NVME,32Gbit/So Sas15000RPM,MySQL16k机械硬盘（IOPS=1000/4+2+16K/375K]=165硬盘计算固态硬盘没有寻道时间和旋转时间耗时是通过地址查找数

2.SSD IO10据耗时，根据芯片颗粒、中控芯片、队列深度、接口、SLC MLC,32〜64Sata PCIE的不同，一般负载非太高时是相对固定值（控制在利用率）60%IOPS=1000/IO耗时因为比较固定，比如口对丫巴-$耗时SSD

190132055812820.1ms,具体参考后续文章1000/

0.1ms=10000I0PSo、估算盘数、如果单盘不能满足性能需求，需要通过实现，计3iops raida Raid算所需硬盘数公式如下Raidl10,Drive IOPS=Read IOPS+2*WriteIOPS Raid35,Drive IOPS=Read IOPS+4*Write IOPSRaid6,Drive IOPS=Read设需要读写比例则后需求IOPS+6*Write IOPSb IOPS5000,2:1,RAIDPO IOPS为、已知机RAID10,2/3*5000+2*1/3*5000=6666IOPS cSas15000RPM械硬盘所需硬盘个数,二IOPS1655000IOPS6666/16540o、常见存储设备参考性能，4avgrq-sz8-16K5400rpm SATA,60IOPS7200rpm SATA,70IOPS10000rpm SAS,110IOPS15000rpm SAS,150IOPS,SequentialRW180MB/s RadomRW15MB/s10000rpm FC,125IOPS15000rpm FC,150IOPSoSSDSata,3000〜40000IOPS,R400MB/s W250MB/So SSDPCIE,20000^40000IOPS,、内存，R500MB/s W300MB/s1000000+IOPS,30〜60GB/so。