性能早掌握 服务器评测方法之磁盘篇

　　刚刚我们在《服务器评测方法研究之CPU篇》一文中讨论了对服务器处理器进行评估的方法，简单列举了几个比较通用而准确的测试软件，下面我们将探讨如何进行磁盘系统的评估。

　　磁盘子系统在服务器中是一个非常重要的组件，在我们常见的一些服务器应用中，对磁盘系统的性能要求并不低于处理器。比如在文件服务器中，主要进行的工作就是文件的读写，对处理器的要求并不高，但是读写操作非常复杂，既有不连贯数据的随机读写，也有大块数据的连续读写，这就要求服务器的磁盘系统具有良好的响应能力和数据吞吐能力。又如在Web应用中，对于硬盘容量的要求并不高，但是磁盘系统需要响应大量的随机请求，所以磁盘系统的读写速度对于Web服务器也是非常重要的。

　　影响磁盘系统性能的因素有很多，如磁盘的转速、接口类型、缓存、组建的磁盘阵列的类型，阵列卡的类型等等。但是光从磁盘系统的规格上来判断磁盘的性能也不是非常科学，磁盘控制器以及不同应用环境对于磁盘系统性能的影响还是非常大的。这时候进行磁盘系统的评估就具有现实意义了，通过对磁盘系统处理请求的能力、读写性能、访问时间等指标的测试，就可以对磁盘系统的性能进行估算，来查看是否符合真实应用的要求。下面为读者推荐两款比较常用的磁盘系统测试软件：

　　1、HD Tach

　　HD Tach是一个免费的磁盘测试软件，界面友好，操作简单，测试时间短但是比较准确。HD Tach可以针对磁盘底层的性能进行测试，支持硬盘、软盘、闪存、磁盘阵列等存储设备。通过分段拷贝不同容量的数据到硬盘，HD Tach可以测试磁盘系统的突发数据传输率、CPU使用率、随机存取时间，连续读取数据传输率及连续写入数据传输率等项目的测试。

　　HD Tach 3.0.4.0版本

　　上图是HD Tach的一个初始界面，在这里我们可以选择存储设备和进行测试的方式，如果选择“Quick bench”则进行快速测试，仅测试8MB区域；如果选择“Long bench”则对32MB区域进行持续测试，测试时间较长，但是结果更为准确。选择“Run Test”之后，系统就开始进行测试。

　　测试过程

　　测试过程分为突发测试、CPU测试、随机访问测试和顺序读测试，测试完成后会以曲线来显示测试结果。

　　测试结果

　　测试磁盘规格为单个80GB、7200转、SATA接口，从测试结果的曲线我们可以看到磁盘最外圈到最内圈的读取速度，因为磁盘最外圈的速度是最快的，测试是从磁盘最外圈开始，所以一般曲线呈递减趋势。从上图可以看出曲线比较平缓，说明磁盘读取还是比较稳定。从曲线下方的柱状图可以查看突发传输率，这个速度一般测试的是内存到硬盘缓存的速度，所以数值会比较高，在实际应用中无法达到。柱状图右边是测试结果的统计信息，可以查看测试硬盘的型号，随机访问时间、CPU使用率和平均读取时间。

　　HD Tach测试的优点在于软件免费，操作简单，执行快速，可以通过曲线来表现从硬盘最外圈到最内圈的读取状态，比较形象，对于快速测试单个硬盘的读取性能是个非常不错的测试软件。但是我们在实际应用过程中发现，HD Tach对于磁盘阵列的测试结果不如测试单个硬盘那样准确。

　　2、IO Meter

　　IO Meter是Intel开发的用来测试磁盘和网络I/O性能的软件，在目前测试磁盘系统性能中很常用。在IO Meter中用户可以自行设置进行读写或者写入测试的数据块和队列深度等参数，来进行磁盘最大I/O性能、最大数据吞吐量等指标的测试。还可以通过对参数的不同设置，来模拟磁盘系统在WebServer（网站服务器）、FileServer（文件服务器）和OLTP（OnLine Transaction Processing，在线交易处理）服务器等真实环境中的读写性能。

　　IO Meter主界面

　　上图是IO Meter主界面，在这里可以设置一个或多个负载发生器（worker）来作为测试负载，可以设置测试分区，选择初始的测试扇区（Starting Disk Sector ）和测试多大的扇区（Maximum Disk Sizes ），如果Maximum Disk Sizes是10，那么Iometer将对Starting Disk Sector的后10个扇区进行测试。of Outstanding I/Os是并发连接的指令数，也可以叫做队列深度，一般范围在0至256，不过在实际测试中一般设置为32、64或128即可，可以让磁盘达到饱和。

　　指派访问规则

　　上图是访问规则界面，测试前需要指派访问规则，也就是设置IO Meter读写的数据块的大小和读写的方式，在不同测试环境中我们需要指派不同的数据块和访问方式。例如，如果我们需要测试磁盘的最大读取能力，那么我们应该选取一个最小的数据块512B（一个扇区的容量），采用100%读取操作，随机读取率为0%，即为100%连续读取，用于检测磁盘子系统的最大读IO能力。如果需要测试磁盘的最大写入能力，那我们还是应该选择一个最小的数据块512B，采用0%读取操作，随机率为0%，即为100%连续写入，用于检测磁盘子系统的最大IO能力。

　　规则编辑界面

　　选中规则后点击“Add”就可以将该规则添加到测试中，我们也可以点击“Edit”对选中的规则进行编辑，如上图，可以编辑这条规则的访问方式，以上图为例，我们可以在规则编辑界面Transfer Request Sizes中指定数据块大小，可以在Percent Read/Write Distribution中调节读和写分别占据的比例，也就是说IO Meter对这个数据块读操作将占据多大的比例、写操作将占据多大的比例。在Percent Random/Sequence Distribution中可以调节操作的随机率，举个例子来说，如果我们要模拟Web服务器或文件服务器中磁盘的读写情况，随即率就要调节的高一些了，因为在这两种应用中要处理大量的随机请求，而顺序的读写就要少一些了。

　　测试设置界面

　　之后我们还要进行测试本身的设置，如测试时间，测试记录等。在Run Time中可以设置每个规则进行测试的时间，如果是0，那么直到按下Stop按钮，测试才会停止，一般设置在3至5分钟即可，如果特别要求测试精度，时间可以设置的更长一些。

　　测试规则设置完成后，点击任务栏上的绿色旗帜图标测试将开始，测试结果会存储为一个“*CSV”文件，用户需要指定存储路径。测试结果不是很直观，需要对数据通过Excel、Acess等工具进行筛选汇总。

　　选择测试结果存储路径

　　IO Meter测试的优点在于可以通过定义不同的访问规则来模拟多种真实环境来测试磁盘在这些环境中的性能表现，所以测试结果比较有现实意义和参考价值。IO Meter在各大服务器和存储厂商中被广泛应用，所以对于用户来说有很多测试结果可以参考，对比比较方便。缺点在于需要用户针对不同测试环境制定不同的测试规则，需要一定的技术基础，同时测试结果不是很直观，需要通过工具筛选汇总。但是从总体上看IO Meter还是一款非常优秀的磁盘性能测试软件。

　　性能评估只是通过各种手段来模拟真实环境中的性能表现，和实际应用总会有一些偏差，所以用户在购买服务器时也不必完全依赖性能评测的结果，只是当作一个参考就可以了。评测软件种类的不断丰富以及版本的不断更新，目的也是在于更为接近真实环境，得出更为精准的结果。不过免费软件毕竟有一些功能上的缺陷或者限制，为了达到更准确的结果，还是需要购买正版的测试软件，这些软件虽然功能强大，但是价格不菲，这也是性能评估中的一个矛盾。