我的云服务器硬盘性能到底有多快，以及该如何衡量呢？

希望你看过本文后，至少以后不要再用dd命令了~

0x00 背景

通过讲解如何优雅扩容云硬盘，我们了解了云盘连接到服务器上的具体操作过程。那么，如何进一步了解已挂载硬盘的实际性能呢？你或许会疑惑，测试硬盘性能，为什么不能用Linux系统自带的dd工具呢？而且不少人之前都这么用的：

dd if=/dev/zero of=test bs=64k count=16k conv=fdatasync

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其实这样做可能根本不能达到评测的目的。dd仅能作单线程的顺序写入工作，然后只报告一个类似吞吐量的数值，毕竟该命令最初就是用来dump disk的数据内容的。因为对于大部分典型的Web/数据库的服务器，是不可能只有这种写入模式的，所以dd显示的吞吐量不具备实际意义。另外，通常dd数据量过小，这个结果会很大程度上被云服务器所在的物理机缓存影响，且测试时间短，很可能测的不是一致的可持续的性能，而只是个峰值性能。另外，这个命令也几乎不能用来测试读性能。

那我们该用什么工具评测硬盘性能呢？别着急，我们先来看看该评测哪些指标。

0x01 硬盘性能指标

在开始评测前，我们必须先明确需要考虑哪些指标。对于I/O密集型系统，其指标最重要的是以下三个：

• 吞吐量（Throughput）：每秒的读写数据量，单位为MB/s。类似如：吞吐率、带宽、传输率等。
• 时延（Latency）：I/O 操作的发送到接收确认所经过的时间，单位为毫秒。类似如：响应时间、请求时间等。
• IOPS（I/O per second）：每秒读/写次数，单位为次（计数）。类似如：系统并发量、每秒请求RPS等。

上述这些指标，彼此并非是完全独立的，通常鱼与熊掌不可兼得，系统设计中常会做些妥协。且各类IO系统中，不论是硬盘还是网络，都会有类似概念的指标。我们将会在评测过后简要分析常见的优化思路。一般来讲，长时间的同类任务，通常系统吞吐量高更重要；短时间的随机任务，系统的时延小更重要，而在时延保证的前提下，IOPS越高系统的服务能力越强。

另外，读写块大小（I/O Block Size）是非常重要的因素。在具体的性能评测中，吞吐量和IOPS有如下关系：

可以看到虽然吞吐量上去了，达到210MiB/s，但是并非没有有代价，时延达到了4ms左右，而IOPS不到2K。

随机读：评测云盘的时延和IOPS

fio -name=read-latency-iops -readwrite=randread -blocksize=4k -numjobs=8 -ioengine=libaio -iodepth=1 -direct=1 -runtime=60 -refill_buffers -norandommap -randrepeat=0 -group_reporting --size=10G -filename=/dev/vdb

评测时延和IOPS，一般用4K的随机读写的负载。因为4K往往是最小的读写寻址单元，比如对于SSD硬盘。同样类似的，提升IOPS可以通过增加线程数来完成。

测试结果类似如下：

可以看到，此时IOPS达到7K+，而平均请求时延也控制在了1ms，甚至大多数情况下更低，是比较理想的随机读写负载。当然，代价就是带宽吞吐量降到了30MiB/s左右。这里有个常见的权衡点：提升IOPS不能以牺牲太多时延为代价。因为时延是一种服务质量的体现，在CPU资源一定时，IOPS和时延是一定程度上负相关的，但如果能通过多线程/队列（引入CPU外援）等方法，可以在增加一些可忍的时延（如10%以内）但同时提升数倍的IOPS并发量，那么通常是值得的，也是常见的系统优化tradeoff。

通过控制台云硬盘监控查看实时负载

另外，更方便地，我们可以在腾讯云的硬盘监控页实时查看它的状态：从硬盘的读写吞吐量到读写IOPS、I/O时延等。

前两行就是硬盘的读写吞吐量，而三、四行就是读写的IOPS。这些值和fio测试后统计的均值通常是一致的，可以互相佐证。再后面的是I/O Await，其数值若偏高可能意为着系统负载过重。而I/O Svctm可以反映出时延指标。其对与高性能云硬盘和SSD云盘时延差距不大，评测时一般0.5ms～5ms之间都可以算是正常的。最后是I/O的利用率（utilization），如果作为评测，一般是需要跑满的。

0x04 云盘评测结果

云厂商通常提供若干种类型的云盘，从机械硬盘到各种类型的SSD硬盘等等，那么该如何选择呢？

这里简单回顾下HDD（机械硬盘）和SSD（Solid State Disk）固态硬盘。机械硬盘是传统普通硬盘，它的构成主要由盘片，磁头、盘片转轴、控制电机、磁头控制器等部件构成，读写速度和转速（通常上万转）相关；而SSD盘是以固态电子存储芯片阵列组成，包括如闪存芯片、控制芯片、缓存芯片等。其实还有混合硬盘，在机械硬盘上加以闪存颗粒作为缓存以提升性能。典型的HDD和SSD示意图：

由于其结构的不同，二者在性能等多方面也差异巨大。一般来说，SSD比HDD机械硬盘在访问性能上是数十倍，能耗（质量、体积、功耗）和可靠性（防震、耐温）各方面上也有很大提升，所以现在的PC/笔记本等大多已选择了SSD固态硬盘。而HDD硬盘一般在容量和成本上更有优势。

那么对于云硬盘，是不是一定得用SSD了呢？其实未必，腾讯云的高性能云硬盘并不是普通的HDD，而是一种混合型存储，它通过缓存机制提供接近固态存储的高性能存储能力，和SSD硬盘并没有数量级的差异，在满足需求的场景下是个性价比不错的方案。

而且，随着技术和规模的发展，云上的SSD硬盘的也正在逐渐变得划算，而且单块的容量上也和HDD足够大了。另外，对于有超高IOPS的场景，基于NVME技术的增强型SSD云盘也完全没有问题。所以，还是看业务的需求选择最适合的类型。

下表格为在香港二区标准型S5机型（CentOS8.0系统）的1TiB单盘的实测结果：

所以选择一种适合你的云盘，才是最具性价比的方案。

0x05 性能优化总结

至此，我们已经更进一步熟悉了腾讯云云硬盘地类型与特点，对云硬盘主要的指标地概念以及各自的关系有了更深入地认识。当然最重要的，是更加系统地探索了如何根据业务特点进行针对地性能评测，进而选择最适合自己业务的云硬盘类存储产品。

祝你在腾讯云高效访问自己的数据~

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0x06 参考资料

• 如何挂载优雅扩容云硬盘
• fio github repo
• fio man page
• fio doc
• https://cloud.tencent.com/document/product/362/6741