`

IOPS

 
阅读更多

 

IOPS (Input/Output Operations Per Second),即每秒进行读写(I/O)操作的次数,多用于数据库等场合,衡量随机访问的性能。存储端的IOPS性能和主机端的IO是不同的,IOPS是指存储每秒可接受多少次主机发出的访问,主机的一次IO需要多次访问存储才可以完成。例如,主机写入一个最小的数据块,也要经过“发送写入请求、写入数据、收到写入确认”等三个步骤,也就是3个存储端访问。


磁盘阵列吞吐量与IOPS两大瓶颈分析

本文是由NSIDC总结的,分析了磁盘阵列的瓶颈,主要体现在2个方面:吞吐量与IOPS。

1、吞吐量

吞吐量主要取决于阵列的构架,光纤通道的大小(现在阵列一般都是光纤阵列,至于SCSI这样的SSA阵列,我们不讨论)以及硬盘的个数。阵列的构架与每个阵列不同而不同,他们也都存在内部带宽(类似于pc的系统总线),不过一般情况下,内部带宽都设计的很充足,不是瓶颈的所在。  光纤通道的影响还是比较大的,如数据仓库环境中,对数据的流量要求很大,而一块2Gb的光纤卡,所能支撑的最大流量应当是2Gb/8(小B)=250MB/s(大B)的实际流量,当4块光纤卡才能达到1GB/s的实际流量,所以数据仓库环境可以考虑换4Gb的光纤卡。  最后说一下硬盘的限制,这里是最重要的,当前面的瓶颈不再存在的时候,就要看硬盘的个数了,我下面列一下不同的硬盘所能支撑的流量大小:  10 K rpm 15 K rpm ATA  ——— ——— ———  10M/s 13M/s 8M/s  那么,假定一个阵列有120块15K rpm的光纤硬盘,那么硬盘上最大的
  

 

可以支撑的流量为120*13=1560MB/s,如果是2Gb的光纤卡,可能需要6块才能够,而4Gb的光纤卡,3-4块就够了。

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,如我们最近遇到在hds usp上面,可能因为ldev(lun)存在队列或者资源限制,而单个ldev的iops就上不去,所以,在使用这个存储之前,有必要了解这个存储的一些算法规则与限制。  cache的命中率取决于数据的分布,cache size的大小,数据访问的规则,以及cache的算法,如果完整的讨论下来,这里将变得很复杂,可以有一天好讨论了。我这里只强调一个cache的命中率,如果一个阵列,读cache的命中率越高越好,一般表示它可以支持更多的IOPS,为什么这么说呢?这个就与我们下面要讨论的硬盘IOPS有关系了。  硬盘的限制,每个物理硬盘能处理的IOPS是有限制的,如  10 K rpm 15 K rpm ATA  ——— ——— ———  100 150 50  同样,如果一个阵列有120块15K rpm的光纤硬盘,那么,它能撑的最大IOPS为120*150=18000,这个为硬件限制的理论值,如果超过这个值,硬盘的响应可能会变的非常缓慢而不能正常提供业务。  在raid5与raid10上,读iops没有差别,但是,相同的业务写iops,最终落在磁盘上的iops是有差别的,而我们评估的却正是磁盘的IOPS,如果达到了磁盘的限制,性能肯定是上不去了。  那我们假定一个case,业务的iops是10000,读cache命中率是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,每个磁盘的iops为多少。  raid5:  单块盘的iops = (10000*(1-0.3)*0.6 + 4 * (10000*0.4))/120  = (4200 + 16000)/120  = 168  这里的10000*(1-0.3)*0.6表示是读的iops,比例是0.6,除掉cache命中,实际只有4200个iops  而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,所以写的iops为16000个  为了考虑raid5在写操作的时候,那2个读操作也可能发生命中,所以更精确的计算为:  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  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。  在一个实际的case中,一个恢复压力很大的standby(这里主要是写,而且是小io的写),采用了raid5的方案,发现性能很差,通过分析,每个磁盘的iops在高峰时期,快达到200了,导致响应速度巨慢无比。后来改造成raid10,就避免了这个性能问题,每个磁盘的iops降到100左右。


通常当数据库管理员提出需要更多存储空间的时候,他们还会指定必须要达到多少IOPS。现在有这样一个需求,20TB存储空间同时满足4500 IOPS+RAID 5,我应该如何计算?RAID 5或者RAID 1/0的时候分别需要多少块硬盘?

首先需要知道I/O中读操作(Read)与写操作(Write)所占的百分比。然后通过下列公式,将主机的IOPS需求转换成硬盘实际IOPS负载:

 

 

 

 

RAID类型公式
RAID 5和3 Drive IOPS = Read IOPS + 4*Write IOPS
RAID 6 Drive IOPS = Read IOPS + 6*Write IOPS
RAID 1和1/0 Drive IOPS = Read IOPS + 2*Write IOPS

 

 

 

 

 

 

 

假定4500 IOPS中读/写比是2:1,则不同RAID类型Drive IOPS要求分别如下:

RAID 1/0: (2/3)*4500 + 2*(1/3)*4500 = 6000 IOPS

RAID 5: (2/3)*4500 + 4*(1/3)*4500 = 9000 IOPS

RAID 6: (2/3)*4500 + 6*(1/3)*4500 = 12000 IOPS

 

再参照下表中不同类型硬盘单块IOPS参数,得出需要多少块硬盘:

硬盘类型IOPS
Fibre Channel 15k rpm 180
SAS 15k rpm 180
Fibre Channel 10k rpm 140
SATA 7.2k rpm 80
SATA 5.4k rpm 40
Flash drive 2500

 

假定选用FC 15K RPM硬盘,则:

RAID 1/0: 6000/180 = 34 块

RAID 5: 9000/180 = 50 块

RAID 6: 12000/180 = 67 块

 

注:实际情况下还需考虑Vault Drivers (共5块)以及Hot Spares (建议每30块硬盘一个)。

 

最后,如果选用600GB FC硬盘来实现20TB可用空间,则RAID 1/0需要78块,RAID 5需要42块。

分享到:
评论

相关推荐

    iops性能测试工具

    IOPS(Input/Output Operations Per Second)是衡量存储系统性能的关键指标,特别是在处理大量小规模随机I/O操作时。IOPS测试工具可以帮助我们评估硬盘、固态驱动器(SSD)、存储阵列或任何其他存储设备在特定工作...

    磁盘性能指标--IOPS理论

    磁盘性能指标--IOPS理论 磁盘性能指标是衡量磁盘性能的重要指标之一,IOPS(每秒的输入输出次数)是衡量磁盘性能的主要指标之一。IOPS 是指单位时间内系统能处理的 I/O 请求数量,一般以每秒处理的 I/O 请求数量为...

    LINUX 测试磁盘IOPS性能

    IOPS(Input/OutputOperations Per Second)是一个用于计算机存储设备(如硬盘(HDD)、固态硬盘(SSD)或存储区域网络(SAN))性能测试的量测方式,可以视为是每秒的读写次数。和其他性能测试一様,存储设备制造商...

    zabbix下监控磁盘IOPS

    在本文中,我们将深入探讨如何在Zabbix中监控磁盘IOPS(每秒输入/输出操作次数),这是一个关键性能指标,用于评估存储系统的繁忙程度和响应速度。 IOPS,全称Input/Output Operations Per Second,是衡量磁盘性能...

    常用的磁盘设备的IOPS参数表

    在信息技术领域中,IOPS是衡量存储设备性能的关键参数之一,代表每秒钟可以执行的输入/输出操作数(Input/Output Operations Per Second)。IOPS值越高,表示设备的数据读写速度越快,对于需要频繁读写数据的应用来说...

    zabbix 监控iops下脚本和模板

    Zabbix是一款广泛使用的开源网络监控工具,能够实时监控网络状态和服务器资源,包括磁盘IOPS(每秒输入/输出操作次数)。本文将详细介绍如何使用Zabbix监控磁盘IOPS,并结合提供的脚本和模板进行说明。 首先,我们...

    EMC存储计算IOPS技术文档.docx

    RAID 1/0的计算公式为:Drive IOPS = Read IOPS + 2*Write IOPS,而RAID 5的计算公式为:Drive IOPS = Read IOPS + 4*Write IOPS,RAID 6的计算公式为:Drive IOPS = Read IOPS + 6*Write IOPS。 二、RAID类型的...

    存储系统 - IOPS与带宽的关系

    在存储系统设计和性能评估中,IOPS(Input/Output Operations Per Second)和带宽(Bandwidth)是两个至关重要的指标。IOPS衡量的是存储系统每秒能够处理的输入/输出操作数量,它反映了系统的响应速度,特别是对于...

    阵列的瓶颈 吞吐量与IOPS

    ### 阵列的瓶颈:吞吐量与IOPS 在现代信息技术中,存储系统是任何数据处理架构的核心部分之一。随着数据量的急剧增长,对存储系统的性能要求也越来越高。其中,阵列(RAID)技术作为一种提高数据冗余性和读写性能的...

    为提高IOPS进行的调整 fastt性能调整

    【IBM FastT存储系统性能调整】\n\nIBM FastT系列是IBM推出的一系列高性能存储系统,旨在提供卓越的IOPS(输入/输出每秒)和吞吐量。本文主要探讨如何通过各种策略来优化FastT系统的性能。\n\n1. **IOPS优化**:IOPS...

    fio中libaio比psync的iops高.docx

    ### fio中libaio与psync模式iops性能对比分析 #### 一、libaio模式下的调试与测试 在使用fio进行磁盘I/O性能测试时,libaio(Linux AIO,异步I/O)模式因其高效性被广泛采用。为了深入理解libaio模式下fio的工作...

    Citrix虚拟桌面存储RAID写惩罚和IOPS计算

    ### Citrix虚拟桌面存储RAID写惩罚和IOPS计算 #### 引言 在构建Citrix虚拟桌面环境时,选择合适的RAID配置至关重要。合理的RAID配置不仅能提高系统的可靠性和性能,还能有效控制成本。本文将详细介绍不同RAID级别...

    Linux使用FIO测试磁盘的IOPS1

    Linux 使用 FIO 测试磁盘IOPS是一种评估存储性能的重要方法。FIO,全称 Flexible I/O Tester,是一个强大的 I/O 负载生成器,适用于各种存储设备的压力测试和性能基准测试。以下是对FIO及其使用的详细说明: **1. ...

    iops.rar_iops

    在IT行业中,IOPS(Input/Output Operations Per Second)是一个重要的性能指标,它衡量的是一个系统在单位时间内处理输入/输出操作的能力。IOPS对于那些需要频繁读写数据的应用程序,如数据库、虚拟化环境和大数据...

    IOPS计算器

    IOPS Calculator计算器. 计算存储的IOPS值, 以便能够对企业里的存储做个评估.

    Linux IOPS测试文档

    Linux IOPS 测试文档 Linux IOPS 测试文档是一份详细的测试指南,旨在帮助用户使用 FIO 工具来测试 Linux 系统的磁盘 IOPS Performance。FIO 是一个功能强大且灵活的测试工具,支持 13 种不同的 I/O 引擎,包括 ...

    fio多线程影响IOPS

    ### fio多线程影响IOPS #### 概述 在现代计算机系统中,I/O操作性能对于应用程序的响应时间和整体效率至关重要。特别是在大规模并行处理或多任务环境中,磁盘I/O性能直接影响到系统的吞吐量和延迟。本文将探讨在...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics