FIO磁盘性能测试工具

简介

一般我们测试硬盘或者存储的性能的时候，会用Linux系统自带的dd命令，因为是自带命令，简单易使用，因此一些客户喜欢使用dd命令来测试磁盘的读写性能。

但是用dd命令来测试性能，有如下问题：

\1. dd命令的IO模型单一，只能测试顺序IO，不能测试随机IO。

\2. dd命令可设置的参数较少，并且测试结果不一定能反映出磁盘的真实性能。

\3. dd命令的设计初衷就不是用例测试性能的，在dd的手册中可以看到。

\4. 无法设置队列深度，因此不推荐用dd命令来测试最大读IOPS。

因此，我们要使用更专业的磁盘性能测试工具来测试，目前主流的第三方IO测试工具有fio、iometer和Orion。

iometer 是Windows下使用方便，Orion是Oracle的IO测试软件，而FIO是我们比较常用的在Linux系统下（当然在Windows下安装cygwin也可以运行FIO）的IO系统Benchmark和压力测试工具，可以模拟不同IO场景下的IO负载。

FIO支持 13种不同的 I/O 引擎， 包括：sync，mmap， libaio， posixaio， SG v3， splice， null， network，syslet，guasi，solarisaio 等等。

根据实际业务的场景，一般将 I/O 的表现分为四种场景，随机读、随机写、顺序读、顺序写。FIO 工具允许指定具体的应用模式，配合多线程对磁盘进行不同深度的测试。

安装

FIO默认已经存在于yum仓库里，所以我们yum安装即可

yum install -y libaio-devel
yum install -y fio-3.7-2.el7.x86_64

运行格式

fio [options] [job options] <job file(s)>

工作原理

使用 FIO 工具测试硬盘性能，首先确定待模拟IO负载的IO参数，如I/O type，Block size，I/O engine，I/O depth，Target file/device等

然后需要编写一个作业(命令行或者脚本job file)来预定义 FIO 将要以什么样的模式来执行任务。

作业中可以包含任意数量的线程或文件，一个作业的典型模式是定义一部分的全局共享参数global 段和一个(或多个)作业的job 段实体对象(即硬盘)。

运行 FIO 作业时，FIO 会自上而下解析作业中的配置，并做相应的调整去执行任务。

测试完成后，输出测试结果，对FIO测试结果进行分析，评估IO系统的设计或优化方案或确定debug思路。

FIO 中的常用选项如下 filename:　支持文件系统或者裸设备（硬盘或分区），-filename=/dev/sda2 或 -filename=/tmp/fio_read_test.txt 或 -filename=/dev/sda direct： 1表示测试过程绕过机器自带的buffer，相当于o_direct，0表示使用bufferio runtime：测试时长，单位秒，如果不写则直接写5GB文件 time_based: 如果在runtime指定的时间还没到时文件就被读写完成，将继续重复直到runtime时间结束，加上这个参数防止job提前结束。 size： 向硬盘中写入/读取测试文件的大小，可以是绝对值MB，KB，GB，也可以是百分比，占所测磁盘的百分比%， group_reporting：汇总所有的信息，而不是每个job都显示具体的结果 thread：fio默认会使用fork()创建job进程，如果这个选项设置的话，fio将使用pthread_create来创建线程 numjobs：创建的线程或进程数量，建议等于 CPU 的 core 值，，如果要测试吞吐量，那么numjobs要设置小一点 rw： 读写方式，顺序读read，顺序写write，随机读randread ，随机写randwrite，混合读写randrw，如果要测试吞吐量，需要设为顺序读read，顺序写write rwmixread：70，混合读写7:3 ，配合rw = randrw rwmixwrite：30 在混合读写的模式下7:3 bs： 单次io的块大小，一般测试4k, 8k, 64k, 128k, 1M bsrange: =512-2048 同上，提定数据块的大小范围 allow_mounted_write：允许虚拟机写入 ioengine：FIO 工作时使用的引擎。引擎决定了使用什么样的 I/O，同步模式、异步模式，如果要使用libaio引擎，需要yum install -y libaio-devel包，要使用异步模式引擎才能设置iodepth iodepth：I/O 引擎如果使用异步模式，要保持多少的队列深度，没有设置则使用操作系统默认队列深度，如果要测试吞吐量，那么iod