一、磁盘性能指标（IOPS）转

1、IOPS 的基础知识：

       IOPS (Input/Output Per Second)即每秒的输入输出量(或读写次数)，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请求数量为单位，I/O请求通常为读或写数据操作请求。

随机读写--IOPS，顺序读写--吞吐量

1、随机读写频繁的应用，如小文件存储(图片)、OLTP数据库、邮件服务器，关注随机读写性能，IOPS是关键衡量指标。 2、顺序读写频繁的应用，传输大量连续数据，如电视台的视频编辑，视频点播VOD(Video On Demand)，关注连续读写性能。数据吞吐量是关键衡量指标。

IOPS和数据吞吐量适用于不同的场合，例如：读取10000个1KB文件，用时10秒 Throught(吞吐量)=1MB/s ，IOPS=1000，追求IOPS；读取1个10MB文件，用时0.2秒 Throught(吞吐量)=50MB/s, IOPS=5，追求吞吐量。

2、IOPS的计算方法

        磁盘的随机IO服务时间:服务时间 = 寻道时间 + 旋转时间 + 传输时间。

        磁盘是机械装置，如FC, SAS, SATA磁盘，转速通常为5400/7200/10K/15K rpm不等。影响磁盘的关键因素是磁盘服务时间，即磁盘完成一个I/O请求所花费的时间，它由寻道时间、旋转延迟和数据传输时间三部分构成。

        寻道时间 Tseek是指将读写磁头移动至正确的磁道上所需要的时间。寻道时间越短，I/O操作越快，目前磁盘的平均寻道时间一般在3－15ms。

        旋转延迟 Trotation是指盘片旋转将请求数据所在扇区移至读写磁头下方所需要的时间。旋转延迟取决于磁盘转速，通常使用磁盘旋转一周所需时间的1/2表示。比如，7200 rpm的磁盘平均旋转延迟大约为60*1000/7200/2 = 4.17ms，而转速为15000 rpm的磁盘其平均旋转延迟为2ms。

        数据传输时间 Ttransfer是指完成传输所请求的数据所需要的时间，它取决于数据传输率，其值等于数据大小除以数据传输率。目前IDE/ATA能达到133MB/s，SATA II可达到300MB/s的接口数据传输率，数据传输时间通常远小于前两部分消耗时间。

        常见磁盘平均物理寻道时间为：

        7200转/分的STAT硬盘平均物理寻道时间是9ms；

        10000转/分的STAT硬盘平均物理寻道时间是6ms；

        15000转/分的SAS硬盘平均物理寻道时间是4ms。

        常见硬盘的旋转延迟时间为：

        7200 rpm的磁盘平均旋转延迟大约为60*1000/7200/2 = 4.17ms；

       10000 rpm的磁盘平均旋转延迟大约为60*1000/10000/2 = 3ms；

        15000 rpm的磁盘其平均旋转延迟约为60*1000/15000/2 = 2ms。

        最大IOPS的理论计算方法：

        IOPS = 1000 ms/ (寻道时间 + 旋转延迟)。可以忽略数据传输时间。

        7200 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (9 + 4.17) = 76 IOPS；

        10000 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (6+ 3) = 111 IOPS；

        15000 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (4 + 2) = 166 IOPS。

        测量中，IOPS数值会受到很多因素的影响，包括I/O负载特征(读写比例，顺序和随机，工作线程数，队列深度，数据记录大小)、系统配置、操作系统、磁盘驱动等等。因此对比测量磁盘IOPS时，必须在同样的测试基准下进行，即便如此也会产生一定的随机不确定性。

二、存储系统模型

        块存储系统本质是一个排队模型，我们可以拿银行作为比喻。

        银行办事流程：去前台取单号--等待排在你之前的人办完业务--轮到你去某个柜台--柜台职员帮你办完手续1--柜台职员帮你办完手续2--柜台职员帮你办完手续3--办完业务，从柜台离开。

        银行的效率：服务时间 = 手续1 + 手续2 + 手续3；响应时间 = 服务时间 + 等待时间；性能 = 单位时间内处理业务数量。

        银行提高效率:增加柜台数、降低服务时间。同理，排队系统或存储系统的优化方法是：增加并行度、降低服务时间。

        每个硬盘都有一个磁头(相当于银行的柜台)，硬盘的工作方式是：收到IO请求，得到地址和数据大小--移动磁头(寻址)--找到相应的磁道(寻址)--读取数据--传输数据。磁盘的随机IO服务时间:服务时间 = 寻道时间 + 旋转时间 + 传输时间。

        对于10000转速的SATA硬盘来说，一般寻道时间是7 ms，旋转时间是3 ms, 64KB的传输时间是 0.8 ms， 则SATA硬盘每秒可以进行随机IO操作是 1000/(7 + 3 + 0.8) = 93，所以我们估算SATA硬盘64KB随机写的IOPS是93。一般的硬盘厂商都会标明顺序读写的MBPS。

        我们在列出IOPS时，需要说明IO大小，寻址空间，读写模式，顺序/随机，队列深度。我们一般常用的IO大小是4KB，这是因为文件系统常用的块大小是4KB。