本章节在Linux实例中使用FIO工具测试块存储性能，包括IOPS、吞吐量、时延等。

前提条件

您已经创建了待测试的块存储，并将块存储挂载到ECS实例上。
说明 如果您只需测试某类型块存储的性能，建议您在新建的按量付费数据盘上测试性能，完成测试后可以随时释放。

背景信息

不同工具测试的硬盘基准性能会有差异，如dd、sysbench、iometer等工具可能会受到测试参数配置和文件系统影响，难以反映真实性能。本示例的性能参数，均为Linux系统下采用FIO工具的测试结果，以此作为块存储产品性能指标参考。Linux实例和Windows实例都推荐使用FIO工具测试块存储性能。

警告
  • 测试裸盘可以获得真实的块存储盘性能，但会破坏文件系统结构，请在测试前提前创建快照做好数据备份。具体操作，请参见创建一个云盘快照。
  • 强烈建议您不要将操作系统所在的云盘或者含有重要数据的云盘作为测试对象。建议您只在新购买的无数据的ECS实例上使用工具测试块存储性能，避免造成数据丢失。

操作步骤

  1. 远程连接ECS实例。
    具体操作，请参见通过密码认证登录Linux实例。
  2. 查询块存储设备是否已经4KiB对齐。
    sudo fdisk -lu
    返回的结果中，Start值能被8整除即是4KiB对齐。否则，请完成4KiB对齐后再继续性能测试。 
    Device     Boot Start      End  Sectors Size Id Type
/dev/vda1  *     2048 83886046 83883999  40G 83 Linux
  3. 依次运行以下命令安装libaio和FIO。 
    sudo yum install libaio -y
sudo yum install libaio-devel -y
sudo yum install fio -y
  4. 切换路径。
    cd /tmp
  5. 运行性能测试命令，具体的命令请参见下文。

云盘性能测试命令

有关ESSD云盘的IOPS测试方法，请参见压测ESSD云盘IOPS性能。

说明 本示例中，使用的设备名为/dev/your_device，请您根据实际情况替换。例如需要测试的云盘为/dev/vdb，则将以下示例命令中的/dev/your_device替换为/dev/vdb。
  • 随机写IOPS： 
    fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=Rand_Write_Testing
  • 随机读IOPS： 
    fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=randread -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=Rand_Read_Testing
  • 顺序写吞吐量： 
    fio -direct=1 -iodepth=64 -rw=write -ioengine=libaio -bs=1024k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=Write_PPS_Testing
  • 顺序读吞吐量： 
    fio -direct=1 -iodepth=64 -rw=read -ioengine=libaio -bs=1024k -size=1G -numjobs=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=Read_PPS_Testing
  • 随机写时延： 
    fio -direct=1 -iodepth=1 -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=Rand_Write_Latency_Testing
  • 随机读时延： 
    fio -direct=1 -iodepth=1 -rw=randread -ioengine=libaio -bs=4k -size=1G -numjobs=1 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=Rand_Read_Latency_Testing

本地盘性能测试命令

以下测试命令适用于NVMe SSD本地盘和SATA HDD本地盘。

说明 本示例中，使用的设备名为/dev/your_device，请您根据实际情况替换。例如需要测试的本地盘为/dev/vdb，则将以下示例命令中的/dev/your_device替换为/dev/vdb。
  • 随机写IOPS： 
    fio -direct=1 -iodepth=32 -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=4k -numjobs=4 -time_based=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=test
  • 随机读IOPS： 
    fio -direct=1 -iodepth=32 -rw=randread -ioengine=libaio -bs=4k -numjobs=4 -time_based=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=test
  • 顺序写吞吐量： 
    fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=write -ioengine=libaio -bs=128k -numjobs=1 -time_based=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=test
  • 顺序读吞吐量： 
    fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=read -ioengine=libaio -bs=128k -numjobs=1 -time_based=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=test
  • 随机写延迟： 
    fio -direct=1 -iodepth=1 -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=4k -numjobs=1 -time_based=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=test
  • 随机读延迟： 
    fio -direct=1 -iodepth=1 -rw=randread -ioengine=libaio -bs=4k -numjobs=1 -time_based=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=test
  • 顺序写延迟： 
    fio -direct=1 -iodepth=1 -rw=write -ioengine=libaio -bs=4k -numjobs=1 -time_based=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=test
  • 顺序读延迟： 
    fio -direct=1 -iodepth=1 -rw=read -ioengine=libaio -bs=4k -numjobs=1 -time_based=1 -runtime=1000 -group_reporting -filename=/dev/your_device -name=test

FIO参数取值说明

下表以测试云盘随机写IOPS（randwrite）的命令为例，说明各种参数的含义。
参数 说明
-direct=1 表示测试时忽略I/O缓存，数据直写。
-iodepth=128 表示使用异步I/O（AIO）时，同时发出I/O数的上限为128。
-rw=randwrite 表示测试时的读写策略为随机写（random writes）。其它测试可以设置为：
  • randread（随机读random reads）
  • read（顺序读sequential reads）
  • write（顺序写sequential writes）
  • randrw（混合随机读写mixed random reads and writes）
-ioengine=libaio 表示测试方式为libaio（Linux AIO，异步I/O）。应用程序使用I/O通常有两种方式：
  • 同步

    同步的I/O一次只能发出一个I/O请求，等待内核完成才返回。这样对于单个线程iodepth总是小于1，但是可以透过多个线程并发执行来解决。通常会用16~32根线程同时工作将iodepth塞满。

  • 异步

    异步的I/O通常使用libaio这样的方式一次提交一批I/O请求，然后等待一批的完成，减少交互的次数，会更有效率。
-bs=4k 表示单次I/O的块文件大小为4 KiB。默认值也是4 KiB。
  • 测试IOPS时，建议将bs设置为一个较小的值，如4k。
  • 测试吞吐量时，建议将bs设置为一个较大的值，如1024k。
-size=1G 表示测试文件大小为1 GiB。
-numjobs=1 表示测试线程数为1。
-runtime=1000 表示测试时间为1000秒。如果未配置，则持续将前述-size指定大小的文件，以每次-bs值为分块大小写完。
-group_reporting 表示测试结果里汇总每个进程的统计信息，而非以不同job汇总展示信息。
-filename=/dev/your_device 指定的云盘设备名，例如/dev/your_device。
-name=Rand_Write_Testing 表示测试任务名称为Rand_Write_Testing，可以随意设定。