dd命令
dd其實是工作於比較低層的一個數據拷貝和轉換的*nix平臺的工具，但是因爲dd命令支持*nix平臺的一些特殊設備，因此我們可以利用dd命令的這個特性來簡單的測試磁盤的性能。
先說一下兩個相關的特殊設備
- /dev/null
- 空設備，通常用作輸出設備，這個是*nix系統上面的黑洞，所有送到這個空設備上的內容都會憑空消失。
- /dev/zero
- 空字符，通常用作輸入，從/dev/zero中讀取時，它能源源不斷的提供空字符(ASCII NUL, 0×00)出來，要多少有多少。
於是就有了下面的用法：
- 測試磁盤的寫入
這個命令時往磁盤的文件/tmp/foo中寫入一個4G大小的文件，當然文件的內容全部是空字符了，同時用/usr/bin/time來對命令的執行進行計時，命令中的bs指的是寫入文件時的塊大小，其實就相當於Oracle中的block大小了，count是寫入的塊數。採取這種方法來寫入數據時只是測試的連續讀磁盤的性能，而不是隨機讀的性能，不能採取這種方法檢查一個機器的IOPS的，只能檢查磁盤的吞吐率。
- 測試磁盤的讀取
上面的命令是從/tmp/foo文件中讀取數據，然後扔掉，這裏bs用的是讀取時塊的大小。和上面寫入的命令一樣，這樣測試的僅僅是最大的讀取性能，而不是隨機IO的性能。
- 還能讀寫同時測試
在上面的命令中都用到了time命令對操作進行計時，這樣才能正確的進行判斷。要記住的一點是dd命令只能夠提供一個大概的測試，通過這個簡單的命令可以對磁盤系統的最大性能有一個大概的瞭解，要了解更詳細的信息還要通過其他方法來查看。
iostat命令
理解iostat的各項輸出
在Linux中，我們執行一個iostat -x命令，我們能看到如下的輸出
Linux 2.4.21-50a6smp (linux) 11/03/2009
avg-cpu: %user %nice %sys %iowait %idle
0.42 0.00 0.26 0.47 98.86
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
hdc 0.01 0.00 0.00 0.00 0.07 0.00 0.03 0.00 24.48 0.00 4.90 4.57 0.00
hda 0.89 8.54 0.74 4.49 12.60 104.22 6.30 52.11 22.32 0.03 5.41 1.01 0.53
我們先列舉一下各個性能指標的簡單說明。
- rrqm/s
- 每秒進行merge的讀操作數目。
- wrqm/s
- 每秒進行merge的寫操作數目。
- r/s
- 每秒完成的讀I/O設備次數。
- w/s
- 每秒完成的寫I/O設備次數。
- rsec/s
- 每秒讀扇區數。
- wsec/s
- 每秒寫扇區數。
- rkB/s
- 每秒讀K字節數。
- wkB/s
- 每秒寫K字節數。
- avgrq-sz
- 平均每次設備I/O操作的數據大小(扇區)。
- avgqu-sz
- 平均I/O隊列長度。
- await
- 平均每次設備I/O操作的等待時間(毫秒)。
- svctm
- 平均每次設備I/O操作的服務時間(毫秒)。
- %util
- 一秒中有百分之多少的時間用於I/O操作，或者說一秒中有多少時間I/O隊列是非空的。
要理解這些性能指標我們先看下圖
 |
| IO的執行過程的各個參數 |
上圖的左邊是iostat顯示的各個性能指標，每個性能指標都會顯示在一條虛線之上，這表明這個性能指標是從虛線之上的那個讀寫階段開始計量的，比如說圖中的w/s從Linux IO scheduler開始穿過硬盤控制器(CCIS/3ware)，這就表明w/s統計的是每秒鐘從Linux IO scheduler通過硬盤控制器的寫IO的數量。
結合上圖對讀IO操作的過程做一個說明，在從OS Buffer Cache傳入到OS Kernel(Linux IO scheduler)的讀IO操作的個數實際上是rrqm/s+r/s，直到讀IO請求到達OS Kernel層之後，有每秒鐘有rrqm/s個讀IO操作被合併，最終轉送給磁盤控制器的每秒鐘讀IO的個數爲r/w；在進入到操作系統的設備層(/dev/sda)之後，計數器開始對IO操作進行計時，最終的計算結果表現是await，這個值就是我們要的IO響應時間了；svctm是在IO操作進入到磁盤控制器之後直到磁盤控制器返回結果所花費的時間，這是一個實際IO操作所花的時間，當await與svctm相差很大的時候，我們就要注意磁盤的IO性能了；而avgrq-sz是從OS Kernel往下傳遞請求時單個IO的大小，avgqu-sz則是在OS Kernel中IO請求隊列的平均大小。
現在我們可以將iostat輸出結果和我們前面討論的指標掛鉤了。
平均IO響應時間(IO Response Time) <=> await
IOPS(IO per Second) <=> r/s + w/s
吞吐率(Throughtput) <=> rkB/s + wkB/s
iostat的應用實例
觀察IO Scheduler的IO合併(IO Merge)
前面說過IO在執行過程中會被合併以提高效率，下面就結合dd命令和iostat命令看一下。
我們先執行dd命令，設置bs參數值爲1k，完整命令如下
同時打開另外一個終端執行iostat命令，這裏只查看變化那個磁盤的更改，每秒刷新一次數據，完整命令如下
然後我們可以得到下面的結果
hdc7 0.00 9447.00 0.00 776.00 0.00 80616.00 0.00 40308.00 103.89 480.18 805.95 1.29 100.00
avg-cpu: %user %nice %sys %iowait %idle
0.50 0.00 56.00 43.50 0.00
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
hdc7 0.00 9534.00 0.00 872.00 0.00 81384.00 0.00 40692.00 93.33 274.56 401.19 1.14 99.00
avg-cpu: %user %nice %sys %iowait %idle
2.50 0.00 46.50 14.00 37.00
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
hdc7 0.00 6766.00 1.00 276.00 8.00 58808.00 4.00 29404.00 212.33 197.27 321.66 1.95 54.00
avg-cpu: %user %nice %sys %iowait %idle
0.50 0.00 0.50 0.00 99.00
看結果中第一組數據中的avgrq-sz，爲103.89個扇區，磁盤的每個扇區爲512字節，因此平均IO大小爲103.89*512/1024=52k字節，遠遠大於我們dd命令時給定的參數1k字節，也就是說IO在中間被合併了。看巨大的wrqm/s也能得出同樣的結論。
附：在Windows中監視IO性能
本來準備寫一篇windows中監視IO性能的，後來發現好像可寫的內容不多，windows在細節這方面做的不是那麼的好，不過那些基本信息還是有的。
在Windows中監視性能基本都用性能監視器了，與IO性能相關的有兩個大類，一個是”LogicalDisk”，另外一個是”PhysicalDisk”，”LogicalDisk”更多的是用來監視文件相關的IO性能，而”PhysicalDisk”則是用來監視LUN或者是磁盤卷，下面就列舉下與前面所列舉的IO性能相關的計數器，具體的自己研究了：
- 單次IO大小
-
- Avg. Disk Bytes/Read
- Avg. Disk Bytes/Write
- IO響應時間
-
- Avg. Disk sec/Read
- Avg. Disk sec/Write
- IOPS
-
- Disk Reads/sec
- Disk Writes/sec
- Disk Transfers/sec
- IO吞吐率
-
- Disk Bytes/sec
- Disk Read Bytes/sec
- Disk Write Bytes/sec