fio工具测试方法

目前常用的第三方IO测试工具有fio、iometer和Orion。其中Linux系统下使用fio；windows系统下使用iometer；Orion是oracle的IO测试软件，可在没有安装oracle数据库的环境下模拟oracle数据库场景的读写。
本文介绍Linux系统下使用FIO工具对SAN存储进行IO测试。

1.安装fio

在fio官网下载fio-2.1.10.tar文件，下载地址为：http://freshmeat.sourceforge.net/projects/fio/。
下载完成后解压，进入目录使用命令./configure、make、make install，之后就安装完成了。

2.fio参数介绍

使用命令fio -help查看每个参数，下面介绍几个常见的参数：

filename=/dev/emcpowerb　支持文件系统或者裸设备，-filename=/dev/sda2或-filename=/dev/sdb
direct=1                 测试过程绕过机器自带的buffer，使测试结果更真实
rw=randwread             测试随机读的I/O
rw=randwrite             测试随机写的I/O
rw=randrw                测试随机混合写和读的I/O
rw=read                  测试顺序读的I/O
rw=write                 测试顺序写的I/O
rw=rw                    测试顺序混合写和读的I/O
bs=4k                    单次io的块文件大小为4k
bsrange=512-2048         同上，提定数据块的大小范围
size=5g                  本次的测试文件大小为5g，以每次4k的io进行测试
numjobs=30               本次的测试线程为30
runtime=1000             测试时间为1000秒，如果不写则一直将5g文件分4k每次写完为止
ioengine=psync           io引擎使用pync方式，如果要使用libaio引擎，需要yum install libaio-devel包
rwmixwrite=30            在混合读写的模式下，写占30%
group_reporting          关于显示结果的，汇总每个进程的信息
此外
lockmem=1g               只使用1g内存进行测试
zero_buffers             用0初始化系统buffer
nrfiles=8                每个进程生成文件的数量

3.fio测试场景及生成报告详解

测试场景：

3.1 100%随机，100%读， 4K

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randread -ioengine=psync -bs=4k -size=100G -numjobs=50 -runtime=180 -group_reporting -name=rand_100read_4k

3.2 100%随机，100%写， 4K

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randwrite -ioengine=psync -bs=4k -size=100G -numjobs=50 -runtime=180 -group_reporting -name=rand_100write_4k

3.3 100%顺序，100%读，4K

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=read -ioengine=psync -bs=4k -size=100G -numjobs=50 -runtime=180 -group_reporting -name=sqe_100read_4k

3.4 100%顺序，100%写，4K

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=write -ioengine=psync -bs=4k -size=100G -numjobs=50 -runtime=180 -group_reporting -name=sqe_100write_4k

3.5 100%随机，70%读，30%写 4K

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randrw -rwmixread=70 -ioengine=psync -bs=4k -size=100G -numjobs=50 -runtime=180 -group_reporting -name=randrw_70read_4k

3.6 结果报告查看：

[root@localhost]# fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randrw -rwmixread=70 -ioengine=psync -bs=4k -size=100G -numjobs=50 -runtime=180 -group_reporting -name=randrw_70read_4k_local
randrw_70read_4k_local: (g=0): rw=randrw, bs=4K-4K/4K-4K/4K-4K, ioengine=psync, iodepth=1
...
fio-2.1.10
Starting 50 threads
Jobs: 21 (f=21): [____m____m_m___m____mmm__mmm__mm_m_mmm_m__m__m_m_m] [3.4% done] [7004KB/2768KB/0KB /s] [1751/692/0 iops] [eta 01h:27m:00s]
randrw_70read_4k_local: (groupid=0, jobs=50): err= 0: pid=13710: Wed May 31 10:23:31 2017
  read : io=1394.2MB, bw=7926.4KB/s, iops=1981, runt=180113msec
    clat (usec): min=39, max=567873, avg=24323.79, stdev=25645.98
     lat (usec): min=39, max=567874, avg=24324.23, stdev=25645.98
    clat percentiles (msec):
     |  1.00th=[    3],  5.00th=[    5], 10.00th=[    6], 20.00th=[    7],
     | 30.00th=[    9], 40.00th=[   12], 50.00th=[   16], 60.00th=[   21],
     | 70.00th=[   27], 80.00th=[   38], 90.00th=[   56], 95.00th=[   75],
     | 99.00th=[  124], 99.50th=[  147], 99.90th=[  208], 99.95th=[  235],
     | 99.99th=[  314]
    bw (KB  /s): min=   15, max=  537, per=2.00%, avg=158.68, stdev=38.08
  write: io=615280KB, bw=3416.8KB/s, iops=854, runt=180113msec
    clat (usec): min=167, max=162537, avg=2054.79, stdev=7665.24
     lat (usec): min=167, max=162537, avg=2055.38, stdev=7665.23
    clat percentiles (usec):
     |  1.00th=[  201],  5.00th=[  227], 10.00th=[  249], 20.00th=[  378],
     | 30.00th=[  548], 40.00th=[  692], 50.00th=[  844], 60.00th=[  996],
     | 70.00th=[ 1160], 80.00th=[ 1304], 90.00th=[ 1720], 95.00th=[ 3856],
     | 99.00th=[40192], 99.50th=[58624], 99.90th=[98816], 99.95th=[123392],
     | 99.99th=[148480]
    bw (KB  /s): min=    6, max=  251, per=2.00%, avg=68.16, stdev=29.18
    lat (usec) : 50=0.01%, 100=0.03%, 250=3.15%, 500=5.00%, 750=5.09%
    lat (usec) : 1000=4.87%
    lat (msec) : 2=9.64%, 4=4.06%, 10=21.42%, 20=18.08%, 50=19.91%
    lat (msec) : 100=7.24%, 250=1.47%, 500=0.03%, 750=0.01%
  cpu          : usr=0.07%, sys=0.21%, ctx=522490, majf=0, minf=7
  IO depths    : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued    : total=r=356911/w=153820/d=0, short=r=0/w=0/d=0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1

Run status group 0 (all jobs):
   READ: io=1394.2MB, aggrb=7926KB/s, minb=7926KB/s, maxb=7926KB/s, mint=180113msec, maxt=180113msec
  WRITE: io=615280KB, aggrb=3416KB/s, minb=3416KB/s, maxb=3416KB/s, mint=180113msec, maxt=180113msec

Disk stats (read/write):
  sdb: ios=356874/153927, merge=0/10, ticks=8668598/310288, in_queue=8978582, util=99.99%

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

4示例

4.1 100%随机，100%读， 4K

fio -filename=/dev/sdb -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randread -ioengine=psync -bs=4k -size=100G -numjobs=50 -runtime=180 -group_reporting -name=rand_100read_4k

4.2 100%随机，100%写， 4K