快捷導(dǎo)航

Docker部署Fio磁盤讀寫測試過程

更新時間：2026年01月19日 09:13:42 作者：竹杖芒鞋輕勝馬，誰怕？一蓑煙雨任平生。

文章主要內(nèi)容是介紹如何使用Fio測試工具進(jìn)行磁盤性能測試,包括拉取測試工具鏡像、啟動容器、執(zhí)行測試以及詳細(xì)解釋Fio的命令行參數(shù)和配置文件

1.拉取測試工具鏡像

docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/offends/fio:latest

2.啟動并進(jìn)入容器

掛盤或者建目錄/data進(jìn)行測試

docker run --name disktest \
  -it --rm -v /data/disk_test:/data/disk_test \
  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/offends/fio:latest \
  sh

3.開始測試

```dart
# 順序讀測試 (1M塊大小, 10GB數(shù)據(jù))
fio --name=seq_read --filename=/testfile --size=10G --rw=read --bs=1M --direct=1 --ioengine=libaio --iodepth=32 --runtime=60 --time_based

# 順序?qū)憸y試
fio --name=seq_write --filename=/testfile --size=10G --rw=write --bs=1M --direct=1 --ioengine=libaio --iodepth=32

# 隨機(jī)讀測試 (4K塊大小)
fio --name=rand_read --filename=/dev/sdb --rw=randread --bs=4k --direct=1 --ioengine=libaio --iodepth=32 --numjobs=4 --runtime=60 --group_reporting

# 隨機(jī)寫測試
fio --name=rand_write --filename=/dev/sdb --rw=randwrite --bs=4k --direct=1 --ioengine=libaio --iodepth=32 --numjobs=4

3. 混合讀寫測試
# 70%讀30%寫的混合負(fù)載
fio --name=mixed_rw --filename=/dev/nvme0n1 --rw=randrw --bs=4k --direct=1 --ioengine=libaio --iodepth=32 --numjobs=8 --rwmixread=70 --runtime=120 --group_reporting

4. 數(shù)據(jù)庫模式測試
# 模擬數(shù)據(jù)庫負(fù)載 (小隨機(jī)讀寫)
fio --name=db_workload --filename=/dev/sdb --rw=randrw --bs=8k --direct=1 --ioengine=libaio --iodepth=32 --numjobs=16 --runtime=300 --group_reporting --rwmixread=70 --time_based

4.Fio提供兩種配置方式

命令行參數(shù)說明

參數(shù) 描述

–debug=options 啟用調(diào)試日志記錄，可以選擇啟用不同類型的調(diào)試信息，比如進(jìn)程、文件、IO等等。
–parse-only 僅解析選項，不執(zhí)行任何IO操作。
–output 將輸出寫入文件。
–bandwidth-log 生成帶寬日志。
–minimal 生成最小化（簡潔）的輸出。
–output-format=type 指定輸出格式，可以是簡潔、JSON等。
–terse-version=type 設(shè)置簡潔版本輸出格式。
–version 打印版本信息并退出。
–help 打印幫助信息。
–cpuclock-test 執(zhí)行CPU時鐘的測試/驗證。
–crctest=[type] 測試校驗和功能的速度。
–cmdhelp=cmd 打印命令幫助，使用”all”可以查看所有命令。
–enghelp=engine 打印IO引擎的幫助信息，或者列出可用的IO引擎。
–enghelp=engine,cmd 打印特定IO引擎命令的幫助信息。
–showcmd 將作業(yè)文件轉(zhuǎn)換為命令行選項。
–eta=when 指定何時打印ETA（預(yù)計完成時間）估計值。
–eta-newline=time 每個 ‘time’ 時間段強(qiáng)制換行顯示ETA。
–status-interval=t 每個 ‘t’ 時間段強(qiáng)制完整狀態(tài)轉(zhuǎn)儲。
–readonly 打開安全只讀檢查，防止寫入。
–section=name 只運行作業(yè)文件中指定的部分，可以指定多個部分。
–alloc-size=kb 將smalloc池的大小設(shè)置為指定的kb數(shù)（默認(rèn)為16384）。
–warnings-fatal Fio解析器警告變?yōu)橹旅e誤。
–max-jobs=nr 支持的最大線程/進(jìn)程數(shù)。
–server=args 啟動后端fio服務(wù)器。
–daemonize=pidfile 后臺運行fio服務(wù)器，將PID寫入文件。
–client=hostname 與遠(yuǎn)程后端fio服務(wù)器通信。
–remote-config=file 告訴fio服務(wù)器加載本地作業(yè)文件。
–idle-prof=option 報告系統(tǒng)或每CPU基礎(chǔ)的CPU空閑情況或運行單位工作校準(zhǔn)。
–inflate-log=log 解壓縮并輸出壓縮日志。
–trigger-file=file 當(dāng)文件存在時執(zhí)行觸發(fā)命令。
–trigger-timeout=t 在指定的時間執(zhí)行觸發(fā)器。
–trigger=cmd 將此命令設(shè)置為本地觸發(fā)器。
–trigger-remote=cmd 將此命令設(shè)置為遠(yuǎn)程觸發(fā)器。
–aux-path=path 使用此路徑作為fio生成文件的路徑。

配置文件

配置文件參考

[global]
directory = /workspaces/zeodev/test-io  # 替換為你的測試目錄路徑
ioengine  = libaio         # 異步 I/O 引擎，提高并發(fā)效率
direct    = 1              # 繞過系統(tǒng)緩存，測試真實磁盤性能
runtime   = 300            # 測試時長（秒）
randrepeat= 1              # 確保隨機(jī)模式可復(fù)現(xiàn)
time_based= 1              # 按時間運行（而非文件大小）

# 大文件隨機(jī)讀寫
[bigfile_randrw]
filesize    = 2g           # 測試文件大?。ńㄗh≥內(nèi)存 2 倍）
bs          = 128k         # 大塊 I/O（128KB），匹配大文件訪問特征
rw          = randrw       # 隨機(jī)讀寫混合模式
rwmixread   = 70           # 70% 讀 + 30% 寫（常見負(fù)載比例）
iodepth     = 32           # 隊列深度 32（適合 NVMe SSD）
numjobs     = 4            # 并發(fā)作業(yè)數(shù)（總并發(fā)=32×4=128）
group_reporting=1          # 匯總測試結(jié)果（默認(rèn)每個線程一個 report）

# 小文件隨機(jī)讀寫
[smallfiles_randrw]
stonewall   = 1            # 等待之前的 job 運行完成
                           # （默認(rèn)所有 job 并行）
nrfiles     = 250          # 創(chuàng)建 250 個獨立文件/job
filesize    = 4k-2m        # 每個文件大小范圍（典型小文件）
bs          = 4k           # 小塊（4KB），模擬真實小文件 I/O
rw          = randrw
rwmixread   = 70
iodepth     = 64           # 高隊列深度應(yīng)對高頻率 I/O
numjobs     = 16           # 并發(fā)作業(yè)數(shù)（總并發(fā)=64×16=1024）
fsync       = 1            # 每寫操作后同步元數(shù)據(jù)（會顯著影響性能，增強(qiáng)真實性）
group_reporting=1

# 大文件順序讀取
[largefile_seq_read]
stonewall   = 1
rw          = read
filesize    = 2g
bs          = 1m           # 大塊 I/O（1MB），最大化吞吐
iodepth     = 128
numjobs     = 4
group_reporting=1

# 大文件順序?qū)懭?
[largefile_seq_write]
stonewall   = 1
rw          = write
filesize    = 2g
bs          = 1m
iodepth     = 128
numjobs     = 4
group_reporting=1

fio完整輸出結(jié)果樣例

Starting 4 processes
Jobs: 4 (f=4): [r(4)][100.0%][r=1024MiB/s][r=262k IOPS][eta 00m:00s]
fio: (groupid=0, jobs=4): err= 0: pid=12345: Mon Dec 18 10:30:45 2023
  read: IOPS=261k, BW=1021MiB/s (1071MB/s)(120GiB/120048msec)
    slat (nsec): min=2, max=1234, avg= 5.00, stdev= 1.23
    clat (nsec): min=123, max=45678, avg=98765.00, stdev=2345.67
     lat (nsec): min=125, max=45689, avg=98770.00, stdev=2345.89
    clat percentiles (nsec):
     |  1.00th=[  125],  5.00th=[  250], 10.00th=[  500],
     | 25.00th=[ 1000], 50.00th=[ 2000], 75.00th=[ 5000],
     | 90.00th=[10000], 95.00th=[20000], 99.00th=[50000],
     | 99.50th=[70000], 99.90th=[100000], 99.95th=[120000],
     | 99.99th=[150000]
   bw (  MiB/s): min= 1000, max= 1050, per=100.00%, avg=1021.00, stdev=12.34
   iops        : min=256000, max=268800, avg=261440.00, stdev=3160.45
   lat (usec)  : 2=0.01%, 4=0.05%, 10=0.10%, 20=0.25%, 50=0.50%, 100=1.00%
   lat (usec)  : 250=2.00%, 500=5.00%, 1000=10.00%, 2000=20.00%, >=2000=61.09%
  cpu          : usr=45.23%, sys=54.77%, ctx=12345678, majf=0, minf=81
  IO depths    : 1=0.1%, 2=0.2%, 4=0.5%, 8=1.0%, 16=2.0%, 32=4.0%, >=64=92.2%
     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=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=100.0%, >=64=0.0%
  issued rwt: total=31457280,0,0, short=0,0,0, drop=0,0,0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=64

測試結(jié)果指標(biāo)分析

1. 基礎(chǔ)性能指標(biāo)
IOPS（Input/Output Operations Per Second）

表示每秒完成的I/O操作次數(shù)
對于隨機(jī)讀寫場景，IOPS是核心指標(biāo)
示例中261k IOPS表示每秒261,000次讀操作
帶寬（Bandwidth/BW）

表示每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量
單位可以是MiB/s或MB/s（注意二進(jìn)制與十進(jìn)制區(qū)別）
示例中1021MiB/s = 1021 × 1.048576 ≈ 1070 MB/s
2. 延遲（Latency）統(tǒng)計
延遲是衡量存儲響應(yīng)速度的關(guān)鍵指標(biāo)，F(xiàn)io提供了三個維度的延遲數(shù)據(jù)：

slat（Submission Latency）：提交I/O請求到內(nèi)核的時間
clat（Completion Latency）：I/O請求完成的時間
lat（Total Latency）：從提交到完成的總時間
延遲百分位數(shù)（Percentiles） 這是最重要的性能分析數(shù)據(jù)，展示了不同百分比的延遲分布：

clat percentiles (nsec):
 |  1.00th=[  125],  5.00th=[  250], 10.00th=[  500],
 | 25.00th=[ 1000], 50.00th=[ 2000], 75.00th=[ 5000],
 | 90.00th=[10000], 95.00th=[20000], 99.00th=[50000],
解讀示例：

50%的請求（中位數(shù)）延遲在2微秒以內(nèi)
99%的請求延遲在50微秒以內(nèi)
99.9%的請求延遲在100微秒以內(nèi)
3. CPU使用情況
cpu          : usr=45.23%, sys=54.77%, ctx=12345678, majf=0, minf=81
usr%：用戶空間CPU時間占比
sys%：內(nèi)核空間CPU時間占比
ctx：上下文切換次數(shù)
majf/minf：主要/次要頁面錯誤數(shù)
4. I/O深度分布
IO depths    : 1=0.1%, 2=0.2%, 4=0.5%, 8=1.0%, 16=2.0%, 32=4.0%, >=64=92.2%
這顯示了I/O請求在不同隊列深度下的分布情況。高百分比的>=64表示系統(tǒng)能夠有效利用高并發(fā)I/O。