Linux 磁盘IO状态检测

cheng029

Linux系统出现了性能问题，一般我们可以通过top.iostat,vmstat等命令来查看初步定位问题。其中iostat可以给我们提供丰富的IO状态数据。  
iostat结果分析  
[kefu@SZ-8 linux]$ iostat -x -k
Linux 2.6.18-128.el5_cyou_1.0 (SZ-8.30)         09/08/2011

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
          16.58    0.00    2.79    0.46    0.00   80.16

Device:         rrqm/s   wrqm/s   r/s   w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
sda               0.06    29.28  0.22 37.14    10.21   265.68    14.77     0.02    0.51   0.15   0.55
sda1              0.00     0.00  0.00  0.00     0.00     0.00    10.79     0.00    2.66   2.43   0.00
sda2              0.01     0.78  0.10  0.36     0.81     4.58    23.51     0.00    1.21   0.84   0.04
sda3              0.03    15.17  0.09 35.39     8.98   202.24    11.91     0.01    0.26   0.12   0.44
sda4              0.00     0.00  0.00  0.00     0.00     0.00     2.00     0.00   33.33  33.33   0.00
sda5              0.01     1.59  0.03  0.51     0.34     8.40    32.20     0.00    1.19   0.58   0.03
sda6              0.00     0.00  0.00  0.12     0.00     0.48     8.18     0.00    5.02   4.53   0.05
sda7              0.00     0.00  0.00  0.00     0.00     0.00    45.00     0.00    5.52   3.04   0.00
sda8              0.00     0.00  0.00  0.00     0.00     0.00    40.88     0.00    7.62   6.03   0.00
sda9              0.00     0.00  0.00  0.00     0.00     0.00    39.71     0.00    7.37   5.83   0.00
sda10             0.00     0.00  0.00  0.00     0.00     0.00    37.57     0.00    5.70   3.54   0.00
sda11             0.00    11.74  0.01  0.76     0.08    49.97   131.48     0.01   10.74   0.57   0.04
sdb               0.01     3.91 20.24 20.21  1262.95  1853.94   154.09     0.52   12.84   1.97   7.95

rrqm/s:每秒进行merge的读操作数目。即delta(rmerge)/s
wrqm/s:每秒进行merge的写操作数目。即delta(wmerge)/s
r/s:每秒完成的读I/O设备次数。即delta(rio)/s
w/s:每秒完成的写I/0设备次数。即delta(wio)/s
rsec/s:每秒读扇区数。即delta(rsect)/s
wsec/s:每秒写扇区数。即delta(wsect)/s
rKB/s:每秒读K字节数。是rsec/s的一半，因为每扇区大小为512字节
wKB/s:每秒写K字节数。是wsec/s的一半
avgrq-sz:平均每次设备I/O操作的数据大小(扇区)。即delta(rsect+wsect)/delta(rio+wio)
avgqu-sz:平均I/O队列长度。即delta(aveq)/s/1000(因为aveq的单位为毫秒)
await:平均每次设备I/O操作的等待时间(毫秒)。即delta(ruse+wuse)/delta(rio+wio)
svctm:平均每次设备I/O操作的服务时间(毫秒)。即delta(use)/delta(rio+wio)
%util:一秒中有百分之多少的时间用于I/O操作,或者说一秒中有多少时间I/O队列是非空的。即delta(usr)/s/1000(因为use的单位为毫秒)

如果%util接近100%,说明产生的I/O请求太多,I/O系统已经满负载,该磁盘可能存在瓶颈。

比较重要的参数
%util:一秒中有百分之多少的时间用于I/O操作，或者说一秒中有多少时间I/O队列是非空的
svctm:平均每次设备I/O操作的服务时间
await:平均每次设备I/O操作的等待时间
avgqu-sz:平均I/O队列长度

如果%util接近100%,表明I/O请求太多,I/O系统已经满负荷，磁盘可能存在瓶颈,一般%util大于70%,I/O压力就比较大，读取速度有较多的wait。
同时可以结合vmstat查看查看b参数(等待资源的进程数)和wa参数(I/O等待所占用的CPU时间的百分比,高过30%时I/O压力高)
await的大小一般取决于服务时间(svctm)以及I/O队列的长度和I/O请求的发出模式。如果svctm比较接近await,说明I/O几乎没有等待时间;如果
await远大于svctm,说明I/O队列太长，应用得到的响应时间变慢。

形象的比喻
r/s+w/s类似于交款人的总数
平均队列长度(avgqu-sz)类似于单位时间里平均排队的人数
平均服务时间(avctm)类似于收银员的收款速度
平均等待时间(await)类似于平均每人的等待时间
平均I/O数据(avgrq-sz)类似于平均每人所买的东西
I/O操作率(%util)类似于收款台前有人排队的时间比例

svctm一般要小于await(因为同时等待的请求的等待时间被重复计算了),svctm的大小一般和磁盘性能有关,CPU/内存的负荷也会对其有影响，请求过多也会
间接导致svctm的增加。await的大小一般取决于服务时间(svctm)以及I/O队列的长度和I/O请求的发出模式。如果svctm比较接近await,说明I/O几乎没有
等待时间;如果await远大于svctm,说明I/O队列太长，应用得到的响应时间变慢,如果响应时间超过了用户可以容许的范围,这时可以考虑更换更快的磁盘,调
整内核elevator算法,优化应用,或者升级CPU

队列长度(avcqu-sz)也可作为衡量系统I/O负荷的指标,但由于avcqu-sz是按照单位时间的平均值,所以不能反映瞬间的I/O洪水。

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