系统性能分析工具&&一些我对磁盘IOPS的简单认识

系统管理必须知道怎样去评判当前系统的性能，性能涉及cpu、内存、存储、网络等，使用工具统计分析并从中总结一些相关调节优化经验

工具程序的安装
+-------iostat vmstat iftop dstat --------+
yum -y install sysstat procps  iftop dstat

 ----------------------iostat-------------------------

作用：iostat是I/O statistics（输入/输出统计）的缩写，iostat工具将对系统的磁盘操作活动进行监视。它的特点是汇报磁盘活动统计情况，同时也会汇报出CPU使用情况。

用法：iostat [ -c | -d ] [ -k ] [ -t ] [ -V ] [ -x [ device ] ] [ interval [ count ] ]
主要选项如下
-c：显示CPU的使用情况。
-d：显示磁盘的使用情况。
-k：表示按千字节每秒显示数据。
-t：打印汇报的时间。
-v：表示打印出版本信息和用法。
-x device：指定要统计的设备名称，默认为所有的设备。
interval：指每次统计间隔的时间，count指按照这个时间间隔统计的次数。

示例及说明

iostat -k -x /dev/sda 1 3

 

%iowait
    Show the percentage of time that the CPU or CPUs were idle during which the system had an outstanding disk I/O request.
%idle
    Show the percentage of time that the CPU or CPUs were idle and the system did not have an outstanding disk I/O request.
avgrq-sz
    The average size (in sectors) of the requests that were issued to the device.
avgqu-sz
    The average queue length of the requests that were issued to the device.
await
    The  average time (in milliseconds) for I/O requests issued to the device to be served. This includes the time spent by  the requests in queue and the time spent servicing them...(形象点比喻为：某超市收款台5分钟内有3哥人需要结账，每个人的等待时间(0ms、1ms，3ms)，对应的结账花费（1ms、2ms、1ms），该值为[(0+1+3)+(1+2+1)]/3 -> 2.6）
svctm
    The average service time (in milliseconds) for I/O requests that were issued to the device..(形象点比喻为：某超市收款台5分钟内有3个人需要结账，该值为收银员在每个人身上结账花（1ms、2ms、1ms）的平均时间，（1+2+1）/3 -> 1.3ms，收银员的速度）
%util
    Percentage of CPU time during which I/O requests were issued to the device  (bandwidth  utilization  for  the  device).Device saturation occurs when this value is close to 100%.(形象点比喻为：某超市收款台5分钟内有3分钟时间在排队，3/5 -> 60%，上图中的最后一次统计值为0.8%)

----------vmstat  --------
参考文章：http://linux.ccidnet.com/art/9513/20070730/1160333_1.html
http://hi.baidu.com/loveastyy/blog/item/29bdb2fa117f1e2b4f4aeade.html

----------iftop--------------
参考文章：http://gaoxingf.blog.51cto.com/612518/188966

---------dstat---------------

---------说一下iops---------------------------
参考文章：http://baike.baidu.com/view/2302083.htm?fr=ala0_1

重点摘录：

1.吞吐量
不同的硬盘所能支撑的流量大小

10 K rpm	15 K rpm	ATA
10MB/s	13MB/s	8MB/s

4块“10K rpm”磁盘最大可支撑的流量=10*13MB/s=130M/s;一块千兆网卡的实际速率=1024Mb/s / 8=128MB/s

2.IOPS
决定IOPS的主要取决与阵列的算法，cache命中率，以及磁盘个数。阵列的算法因为不同的阵列不同而不同

每个物理硬盘能处理的IOPS是有限制的

10 K rpm	15 K rpm	ATA
100	150	50

4块“15 K rpm”硬盘，它能支撑的最大IOPS为150*4=600；在raid5与raid10上，读iops没有差别，但是相同的业务，写iops最终落在每块磁盘上是有差别的，如果达到了每块磁盘的写的i0ps限制，性能会受到影响。

举例，iops算法，假定有业务的iops为10000，读cache命中率为30%，读iops为60%，写iops为40%，磁盘个数为120，那么分别计算在raid5与raid10的情况下，每块磁盘的iops为多少

raid5

单块盘的iops = (10000*(1-0.3)*0.6 + 2 * (10000*0.4)*(1-0.3) + 2 * (10000*0.4))/120   　　= (4200 + 5600 + 8000)/120   　　= 148   计算出来单个盘的iops为148个，基本达到磁盘极限 这里的10000*(1-0.3)*0.6表示是读的iops，4 * (10000*0.4) 表示写的iops，因为每一个写，在raid5中，实际发生了4个io，raid5在写操作的时候，那2个读操作也可能发生命中

raid10

单块盘的iops = (10000*(1-0.3)*0.6 + 2 * (10000*0.4))/120   　　= (4200 + 8000)/120   　　= 102 可以看到，因为raid10对于一个写操作，只发生2次io，所以，同样的压力，同样的磁盘，每个盘的iops只有102个，还远远低于磁盘的极限iops。

从上述描述中你会有什么启示呢？我的启示如下（如有不同意见，请指正）

1.如果我想充分利用一块千兆网卡，那么我的系统必须用4块磁盘做个raid0

2.假设我实际的业务(case)的IOPS为10000（这个值是怎么来的呢，呵呵，业务运作后可通过相关监控统计来大概计算或者凭经验），那么我需要多少块硬盘呢？上面有计算公式

3.根据业务来选择相应的阵列类型，当我单块磁盘的IOPS达到极限时，就需要增加硬盘了。