linux下磁碟io效能監測分析
2011-08-16 18:10:23
標籤： 效能監測分析
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磁碟io
休閒suse linux
這兩天發現一台測試用的伺服器經常負載很高，但cpu和記憶體消耗卻很少，很是奇怪，經過診斷發現是由於大容量的測試資料導致高併發下的磁碟io消耗比較大，由於快取是小檔案並且數量比較大，所以併發比較高的情況下io消耗非常大。 那怎樣才能快速的定位到併發高是由於磁碟io開銷大呢？
一、用 top 命令中的 資訊進行觀察
劃紅線的引數解釋如下：
tasks: 437 total 程序總數
4 running 正在執行的程序數
430 sleeping 睡眠的程序數
3 stopped 停止的程序數
0 zombie 殭屍程序數
cpu(s):
7.1% us 使用者空間占用cpu百分比
4.2% sy 核心空間占用cpu百分比
0.0% ni 使用者程序空間內改變過優先順序的程序占用cpu百分比
76.8% id 空閒cpu百分比
12% wa 等待輸入輸出的cpu時間百分比
12% wa 的百分比可以大致的體現出當前等待輸入輸出的磁碟io請求過於頻繁。
為進一步分析，我們跟蹤關鍵程序定位程式
#strace -p 28644 (如圖示占用cpu較高)
說明在多執行緒條件下，如果併發操作過於頻繁，semtimedop會呼叫失敗，input/output 出錯。
進一步定位到程式 #ps -ef | grep 28644
可以知道是ora_lgwr_nms程式導致的讀寫開銷比較大。
二、利用iostat命令觀察
磁碟的io效能是衡量計算機總體效能的乙個重要指標。linux提供了iostat命令來獲卻磁碟輸入／輸出（即io）統計資訊。
#iostat -x 1 統計完整的結果，每秒一次。
iowait的值比較大，說明讀寫頻繁。
#iostat -p 1統計各個分割槽的讀寫情況，每秒1次。
使用 #mount 命令，來對應查詢就知道sda5對應的/opt分割槽和sdb8對應的/data分割槽讀寫頻繁。
再定位到data分割槽，檢視資料庫歸檔情況，發現一分鐘內歸檔產生四個文件並且每個檔案有48m這麼大，寫入應該非常頻繁，導致磁碟io開銷比較大。
而opt分割槽由於有ftp傳輸到導致磁碟開銷比較大。
分析定位完畢，針對相關問題調整ftp和資料庫歸檔，然後再看一下都正常了。
補充：磁碟iops知識
傳統磁碟本質上一種機械裝置，如fc, sas, sata磁碟，轉速通常為5400/7200/10k/15k rpm不等。影響磁碟的關鍵因素是磁碟服務時間，即磁碟完成乙個i/o請求所花費的時間，它由尋道時間、旋轉延遲和資料傳輸時間三部分構成。
尋道時間tseek是指將讀寫磁頭移動至正確的磁軌上所需要的時間。尋道時間越短，i/o操作越快，目前磁碟的平均尋道時間一般在3－15ms。
旋轉延遲trotation是指碟片旋轉將請求資料所在扇區移至讀寫磁頭下方所需要的時間。旋轉延遲取決於磁碟轉速，通常使用磁碟旋轉一周所需時間的1/2表示。比如，7200 rpm的磁碟平均旋轉延遲大約為60*1000/7200/2 = 4.17ms，而轉速為15000 rpm的磁碟其平均旋轉延遲約為2ms。
資料傳輸時間ttransfer是指完成傳輸所請求的資料所需要的時間，它取決於資料傳輸率，其值等於資料大小除以資料傳輸率。目前ide/ata能達到133mb/s，sata ii可達到300mb/s的介面資料傳輸率，資料傳輸時間通常遠小於前兩部分時間。
因此，理論上可以計算出磁碟的最大iops，即iops = 1000 ms/ (tseek + troatation)，忽略資料傳輸時間。假設磁碟平均物理尋道時間為3ms, 磁碟轉速為7200,10k,15k rpm，則磁碟iops理論最大值分別為，
iops = 1000 / (3 + 60000/7200/2) = 140
iops = 1000 / (3 + 60000/10000/2) = 167
iops = 1000 / (3 + 60000/15000/2) = 200
決定iops的主要取決與陣列的演算法，cache命中率，以及磁碟個數。陣列的演算法因為不同的陣列不同而不同.在raid5與raid10上，讀iops沒有差別，但是相同的業務，寫iops最終落在每塊磁碟上是有差別的，如果達到了每塊磁碟的寫的i0ps限制，效能會受到影響。對於raid5來說每乙個寫實際發生了4個io，而raid10只發生了2次io,所以raid10比raid5在寫上要快一些。
SUSE LINUX下磁碟IO效能監測分析
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