一、磁盤性能指標（IOPS）轉

1、IOPS 的基礎知識：

       IOPS (Input/Output Per Second)即每秒的輸入輸出量(或讀寫次數)，是衡量磁盤性能的主要指標之一。IOPS是指單位時間內系統能處理的I/O請求數量，一般以每秒處理的I/O請求數量為單位，I/O請求通常為讀或寫數據操作請求。

隨機讀寫--IOPS，順序讀寫--吞吐量

1、隨機讀寫頻繁的應用，如小文件存儲(圖片)、OLTP數據庫、郵件服務器，關注隨機讀寫性能，IOPS是關鍵衡量指標。 2、順序讀寫頻繁的應用，傳輸大量連續數據，如電視臺的視頻編輯，視頻點播VOD(Video On Demand)，關注連續讀寫性能。數據吞吐量是關鍵衡量指標。

IOPS和數據吞吐量適用于不同的場合，例如：讀取10000個1KB文件，用時10秒 Throught(吞吐量)=1MB/s ，IOPS=1000，追求IOPS；讀取1個10MB文件，用時0.2秒 Throught(吞吐量)=50MB/s, IOPS=5，追求吞吐量。

2、IOPS的計算方法

        磁盤的隨機IO服務時間:服務時間 = 尋道時間 + 旋轉時間 + 傳輸時間。

        磁盤是機械裝置，如FC, SAS, SATA磁盤，轉速通常為5400/7200/10K/15K rpm不等。影響磁盤的關鍵因素是磁盤服務時間，即磁盤完成一個I/O請求所花費的時間，它由尋道時間、旋轉延遲和數據傳輸時間三部分構成。

        尋道時間 Tseek是指將讀寫磁頭移動至正確的磁道上所需要的時間。尋道時間越短，I/O操作越快，目前磁盤的平均尋道時間一般在3－15ms。

        旋轉延遲 Trotation是指盤片旋轉將請求數據所在扇區移至讀寫磁頭下方所需要的時間。旋轉延遲取決于磁盤轉速，通常使用磁盤旋轉一周所需時間的1/2表示。比如，7200 rpm的磁盤平均旋轉延遲大約為60*1000/7200/2 = 4.17ms，而轉速為15000 rpm的磁盤其平均旋轉延遲為2ms。

        數據傳輸時間 Ttransfer是指完成傳輸所請求的數據所需要的時間，它取決于數據傳輸率，其值等于數據大小除以數據傳輸率。目前IDE/ATA能達到133MB/s，SATA II可達到300MB/s的接口數據傳輸率，數據傳輸時間通常遠小于前兩部分消耗時間。

        常見磁盤平均物理尋道時間為：

        7200轉/分的STAT硬盤平均物理尋道時間是9ms；

        10000轉/分的STAT硬盤平均物理尋道時間是6ms；

        15000轉/分的SAS硬盤平均物理尋道時間是4ms。

        常見硬盤的旋轉延遲時間為：

        7200 rpm的磁盤平均旋轉延遲大約為60*1000/7200/2 = 4.17ms；

       10000 rpm的磁盤平均旋轉延遲大約為60*1000/10000/2 = 3ms；

        15000 rpm的磁盤其平均旋轉延遲約為60*1000/15000/2 = 2ms。

        最大IOPS的理論計算方法：

        IOPS = 1000 ms/ (尋道時間 + 旋轉延遲)?？梢院雎詳祿鬏敃r間。

        7200 rpm的磁盤IOPS = 1000 / (9 + 4.17) = 76 IOPS；

        10000 rpm的磁盤IOPS = 1000 / (6+ 3) = 111 IOPS；

        15000 rpm的磁盤IOPS = 1000 / (4 + 2) = 166 IOPS。

        測量中，IOPS數值會受到很多因素的影響，包括I/O負載特征(讀寫比例，順序和隨機，工作線程數，隊列深度，數據記錄大小)、系統配置、操作系統、磁盤驅動等等。因此對比測量磁盤IOPS時，必須在同樣的測試基準下進行，即便如此也會產生一定的隨機不確定性。

二、存儲系統模型

        塊存儲系統本質是一個排隊模型，我們可以拿銀行作為比喻。

        銀行辦事流程：去前臺取單號--等待排在你之前的人辦完業務--輪到你去某個柜臺--柜臺職員幫你辦完手續1--柜臺職員幫你辦完手續2--柜臺職員幫你辦完手續3--辦完業務，從柜臺離開。

        銀行的效率：服務時間 = 手續1 + 手續2 + 手續3；響應時間 = 服務時間 + 等待時間；性能 = 單位時間內處理業務數量。

        銀行提高效率:增加柜臺數、降低服務時間。同理，排隊系統或存儲系統的優化方法是：增加并行度、降低服務時間。

        每個硬盤都有一個磁頭(相當于銀行的柜臺)，硬盤的工作方式是：收到IO請求，得到地址和數據大小--移動磁頭(尋址)--找到相應的磁道(尋址)--讀取數據--傳輸數據。磁盤的隨機IO服務時間:服務時間 = 尋道時間 + 旋轉時間 + 傳輸時間。

        對于10000轉速的SATA硬盤來說，一般尋道時間是7 ms，旋轉時間是3 ms, 64KB的傳輸時間是 0.8 ms， 則SATA硬盤每秒可以進行隨機IO操作是 1000/(7 + 3 + 0.8) = 93，所以我們估算SATA硬盤64KB隨機寫的IOPS是93。一般的硬盤廠商都會標明順序讀寫的MBPS。

        我們在列出IOPS時，需要說明IO大小，尋址空間，讀寫模式，順序/隨機，隊列深度。我們一般常用的IO大小是4KB，這是因為文件系統常用的塊大小是4KB。