linux iostat 查看磁盘io利用率

迷南。 2021-08-30 00:57 401阅读 0赞

centos7 如果 iostat 没有，要 yum install sysstat 安装这个包

以前一直不太会用这个参数。现在认真研究了一下iostat，因为刚好有台重要的服务器压力高,所以放上来分析一下.下面这台就是IO有压力过大的服务器

$iostat -x 1
    Linux 2.6.33-fukai (fukai-laptop)          _i686_    (2 CPU)
    avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
               5.47    0.50    8.96   48.26    0.00   36.82
     
    Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s   rsec/s   wsec/s avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
    sda               6.00   273.00   99.00    7.00  2240.00  2240.00    42.26     1.12   10.57   7.96  84.40
    sdb               0.00     4.00    0.00  350.00     0.00  2068.00     5.91     0.55    1.58   0.54  18.80

**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/O 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 rsect/s 的一半，因为每扇区大小为512字节。(需要计算)  
**wkB/s:**    每秒写K字节数。是 wsect/s 的一半。(需要计算)  
**avgrq-sz: **平均每次设备I/O操作的数据大小 (扇区)。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(use)/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系统已经满负荷，该磁盘  
可能存在瓶颈。  
idle小于70% IO压力就较大了,一般读取速度有较多的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(IO等待所占用的CPU时间的百分比,高过30%时IO压力高)  
另外 await 的参数也要多和 svctm 来参考。差的过高就一定有 IO 的问题。  
avgqu-sz 也是个做 IO 调优时需要注意的地方，这个就是直接每次操作的数据的大小，如果次数多，但数据拿的小的话，其实 IO 也会很小.如果数据拿的大，才IO 的数据会高。也可以通过 avgqu-sz × ( r/s or w/s ) = rsec/s or wsec/s.也就是讲，读定速度是这个来决定的。

**另外还可以参考**  
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(avgqu-sz)也可作为衡量系统 I/O 负荷的指标，但由于 avgqu-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。

**别人一个不错的例子.(I/O 系统 vs. 超市排队)**

举一个例子，我们在超市排队 checkout 时，怎么决定该去哪个交款台呢? 首当是看排的队人数，5个人总比20人要快吧? 除了数人头，我们也常常看看前面人购买的东西多少，如果前面有个采购了一星期食品的大妈，那么可以考虑换个队排了。还有就是收银员的速度了，如果碰上了连 钱都点不清楚的新手，那就有的等了。另外，时机也很重要，可能 5 分钟前还人满为患的收款台，现在已是人去楼空，这时候交款可是很爽啊，当然，前提是那过去的 5 分钟里所做的事情比排队要有意义 (不过我还没发现什么事情比排队还无聊的)。

I/O 系统也和超市排队有很多类似之处:

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人的个数  
平均服务时间(svctm)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多少  
I/O 操作率 (%util)类似于收款台前有人排队的时间比例。

我们可以根据这些数据分析出 I/O 请求的模式，以及 I/O 的速度和响应时间。

**参数输出的分析**

# iostat -x 1
    avg-cpu: %user %nice %sys %idle
    16.24 0.00 4.31 79.44
    Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util
    /dev/cciss/c0d0
    0.00 44.90 1.02 27.55 8.16 579.59 4.08 289.80 20.57 22.35 78.21 5.00 14.29

上面的 iostat 输出表明秒有 28.57 次设备 I/O 操作: 总IO(io)/s = r/s(读) +w/s(写) = 1.02+27.55 = 28.57 (次/秒) 其中写操作占了主体 (w:r = 27:1)。

平均每次设备 I/O 操作只需要 5ms 就可以完成，但每个 I/O 请求却需要等上 78ms，为什么? 因为发出的 I/O 请求太多 (每秒钟约 29 个)，假设这些请求是同时发出的，那么平均等待时间可以这样计算:

平均等待时间 = 单个 I/O 服务时间 \* ( 1 + 2 + … + 请求总数-1) / 请求总数

应用到上面的例子: 平均等待时间 = 5ms \* (1+2+…+28)/29 = 70ms，和 iostat 给出的78ms 的平均等待时间很接近。这反过来表明 I/O 是同时发起的。

每秒发出的 I/O 请求很多 (约 29 个)，平均队列却不长 (只有 2 个 左右)，这表明这 29 个请求的到来并不均匀，大部分时间 I/O 是空闲的。

一秒中有 14.29% 的时间 I/O 队列中是有请求的，也就是说，85.71% 的时间里 I/O 系统无事可做，所有 29 个 I/O 请求都在142毫秒之内处理掉了。

delta(ruse+wuse)/delta(io) = await = 78.21 => delta(ruse+wuse)/s =78.21 \* delta(io)/s = 78.21\*28.57 = 2232.8，表明每秒内的I/O请求总共需要等待2232.8ms。所以平均队列长度应为 2232.8ms/1000ms = 2.23，而 iostat 给出的平均队列长度 (avgqu-sz) 却为 22.35，为什么?! 因为 iostat 中有 bug，avgqu-sz 值应为 2.23，而不是 22.35。