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云硬盘是一种高可用、高可靠、低成本、可定制化的网络块存储，可作为云服务器的独立可扩展硬盘使用。它提供数据块级别的数据存储，采用三副本的分布式机制，为云服务器提供数据可靠性保证。云硬盘提供以下 SSD 云硬盘、高性能云硬盘及普通云硬盘三种云硬盘类型，不同的硬盘类型、性能、特点和价格均不同。

  • SSD 云硬盘：SSD 云硬盘是基于全 NVMe SSD 存储介质，采用三副本的分布式机制，提供低时延、高随机 IOPS、高吞吐量的 I/O 能力及数据安全性高达99.9999999%的高性能存储。SSD 云硬盘适用于对 I/O 性能有较高要求的场景。
  • 高性能云硬盘：高性能云硬盘是腾讯云推出的混合型存储类型，通过 Cache 机制提供接近固态存储的高性能存储能力，同时采用三副本的分布式机制保障数据可靠性。高性能云硬盘适用于高数据可靠性要求、普通中度性能要求的中小型应用和 MySQL、SQL Server等中小型关系数据库应用的场景。
  • 普通云硬盘：普通云硬盘是腾讯云提供的上一代云硬盘类型，适用于数据不经常访问的低 I/O 负载的业务场景。采用磁介质作为存储介质，采用三副本的分布式机制实现高可靠的数据存储。

SSD 云硬盘、高性能云硬盘及普通云硬盘的性能指标分别为：

SSD 云硬盘

高性能云硬盘

普通云硬盘

随机 IOPS

最大随机 IOPS = 1800 + 存储容量（GB）× 30且最大随机 IOPS 不超过26000

最大随机 IOPS = 1800 + 存储容量（GB）× 8且最大随机 IOPS 不超过6000

提供10GB - 16000GB的规格选择，以及数百随机 IOPS 性能

吞吐量（MB/s）

最大吞吐量 = 120 + 存储容量（GB）× 0.2且最大吞吐量不超过260MB/s

最大吞吐量 = 100 + 存储容量（GB）× 0.15且最大吞吐量不超过150MB/s

支持50MB/s的 I/O 吞吐性能

时延

<3ms

<4ms

-

云硬盘性能测试

由于不同应用程序的工作负载不同，若未提供足够的 I/O 请求来充分利用云硬盘时，可能无法达到云硬盘的最大性能。 一般使用以下指标衡量云硬盘的性能：

  • IOPS：每秒读/写次数，单位为次（计数）。存储设备的底层驱动类型决定了不同的 IOPS。
  • 吞吐量：每秒的读写数据量，单位为MB/s。
  • 时延：I/O 操作的发送时间到接收确认所经过的时间，单位为秒。

测试工具

FIO 是测试磁盘性能的工具，用来对硬件进行压力测试和验证，本文以 FIO 为例。 使用 FIO 时，建议配合使用 libaio 的 I/O 引擎进行测试。请您自行安装 FIO 和 libaio。

警告：

  • 请不要在系统盘上进行 FIO 测试，避免损坏系统重要文件。
  • 为避免底层文件系统元数据损坏导致数据损坏，请不要在业务数据盘上进行测试。
  • 请确保/etc/fstab文件配置项中没有被测硬盘的挂载配置，否则将导致云服务器启动失败。

测试对象建议

  • 建议在空闲的、未保存重要数据的硬盘上进行 FIO 测试，并在测试完后重新制作被测硬盘的文件系统。
  • 测试硬盘性能时，建议直接测试裸数据盘（如 /dev/vdb）。
  • 测试文件系统性能时，推荐指定具体文件测试（如 /data/file）。

测试示例

不同场景的测试公式基本一致，只有 rw、iodepth 和 bs（block size）三个参数的区别。例如，每个工作负载适合最佳 iodepth 不同，取决于您的特定应用程序对于 IOPS 和延迟的敏感程度。

参数说明：

参数名

说明

取值样例

bs

每次请求的块大小。取值包括4k，8k，16k等。

4k

ioengine

I/O 引擎。推荐使用 Linux 的异步 I/O 引擎。

libaio

iodepth

请求的 I/O 队列深度。

1

direct

指定 direct 模式。True（1）表示指定 O_DIRECT 标识符，忽略 I/O 缓存，数据直写。False（0）表示不指定 O_DIRECT 标识符。默认为 True（1）。

1

rw

读写模式。取值包括顺序读（read）、顺序写（write）、随机读（randread）、随机写（randwrite）、混合随机读写（randrw）和混合顺序读写（rw，readwrite）。

read

time_based

指定采用时间模式。无需设置该参数值，只要 FIO 基于时间来运行。

N/A

runtime

指定测试时长，即 FIO 运行时长。

600

refill_buffers

FIO 将在每次提交时重新填充 I/O 缓冲区。默认设置是仅在初始时填充并重用该数据。

N/A

norandommap

在进行随机 I/O 时，FIO 将覆盖文件的每个块。若给出此参数，则将选择新的偏移量而不查看 I/O 历史记录。

N/A

randrepeat

随机序列是否可重复，True（1）表示随机序列可重复，False（0）表示随机序列不可重复。默认为 True（1）。

0

group_reporting

多个 job 并发时，打印整个 group 的统计值。

N/A

name

job 的名称。

fio-read

size

I/O 测试的寻址空间。

100GB

filename

测试对象，即待测试的磁盘设备名称。

/dev/sdb

常见用例如下：

bs = 4k iodepth = 1：随机读/写测试，能反映硬盘的时延性能

执行以下命令，测试硬盘的随机读时延。

代码语言：javascript
复制
fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=1 -direct=1 -rw=randread -time_based -runtime=600  -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-randread-lat --size=10G -filename=/dev/vdb执行以下命令，测试硬盘的随机写时延。
代码语言：javascript
复制
fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=1 -direct=1 -rw=randwrite -time_based -runtime=600  -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-randwrite-lat --size=10G -filename=/dev/vdb执行以下命令，测试高性能云硬盘的随机混合读写时延性能。
代码语言：javascript
复制
fio --bs=4k --ioengine=libaio --iodepth=1 --direct=1 --rw=randrw --time_based --runtime=100 --refill_buffers --norandommap --randrepeat=0 --group_reporting --name=fio-read --size=1G --filename=/dev/vdb 
测试结果如下图所示：

高性能云盘随机读写的延迟测试结果

bs = 128k iodepth = 32：顺序读/写测试，能反映硬盘的吞吐性能

执行以下命令，测试硬盘的顺序读吞吐带宽。

代码语言：javascript
复制
fio -bs=128k -ioengine=libaio -iodepth=32 -direct=1 -rw=read -time_based -runtime=600  -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-read-throughput --size=10G -filename=/dev/vdb

执行以下命令，测试硬盘的顺序写吞吐带宽。

代码语言：javascript
复制
fio -bs=128k -ioengine=libaio -iodepth=32 -direct=1 -rw=write -time_based -runtime=600  -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-write-throughput --size=10G -filename=/dev/vdb
测试高性能云硬盘的顺序读吞吐性能，测试结果如下图所示：

fio -bs=128k -ioengine=libaio -iodepth=32 -direct=1 -rw=write -time_based -runtime=100 -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-write-throughput --size=1G -filename=/dev/vdb

高性能云盘顺序读吞吐性能测试结果

bs = 4k iodepth = 32：随机读/写测试，能反映硬盘的 IOPS 性能

执行以下命令，测试硬盘的随机读 IOPS。

代码语言：javascript
复制
fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=32 -direct=1 -rw=randread -time_based -runtime=600  -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-randread-iops --size=10G -filename=/dev/vdb执行以下命令，测试硬盘的随机写 IOPS。
代码语言：javascript
复制
fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=32 -direct=1 -rw=randwrite -time_based -runtime=600  -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting -name=fio-randwrite-iops --size=10G -filename=/dev/vdb

测试高性能云硬盘的随机写 IOPS 性能。如下图所示：

fio -bs=4k -ioengine=libaio -iodepth=32-direct=1-rw=randwrite -time_based -runtime=100-refill_buffers -norandommap -randrepeat=0-group_reporting -name=fio-randwrite-iops --size=1G -filename=/dev/vdb

高性能云盘随机写IOPS性能

测试结果指标介绍

io= 执行了多少M的IO

bw= 平均IO带宽

iops=   IOPS

runt= 线程运行时间

slat 提交延迟

clat 完成延迟

lat响应时间

bw 带宽

cpu利用率

IO depths=io队列

IO submit=单个IO提交要提交的IO数

IO complete= Like the above submit number, but for completions instead.

IO issued= The number of read/write requests issued, and how many

of them were short.

IO latencies=IO完延迟的分布

io= 总共执行了多少size的IO

aggrb= group总带宽

minb= 最小.平均带宽.

maxb= 最大平均带宽.

mint= group中线程的最短运行时间.

maxt= group中线程的最长运行时间.

ios= 所有group总共执行的IO数.

merge= 总共发生的IO合并数.

ticks= Number of ticks we kept the disk busy.

io_queue= 花费在队列上的总共时间.

util= 磁盘利用率

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