IOPS I/Oベンチマーク fio Bonnie++│システムガーディアン株式会社

IOPS I/O benchmark ベンチマーク

クラウドやサーバ会社を選択する場合に、カタログスペックと値段だけでなく、実際にベンチマークを取って性能比較すると良いです。秒間にどれだけ入出力できるか、IOPSなどを見てみましょう。お仕事はデータや数字で語れた方がかっちょいい。

1 IOPSってなにもの？
2 クラウド側の障害時にも役立つ
3 計測値まとめ
4 HTML出力もできる！

IOPSってなにもの？

IOPS(Input Output Per Second)はディスクが1秒間に処理できる、入出力の回数です。これが多ければ性能の良いディスクと言えます。I/Oは入出力。

クラウド側の障害時にも役立つ

また、運用している中でクラウド基盤の影響で非常に重くなったりする場合があります。サーバ会社のサポートに非常に遅いと相談した場合、『具体的なデータはありますか？』と言われることがあります。そんな時は通常状態のベンチマークのデータと、重くなっている現在のデータを提出するとスムーズに対応して貰えるかもしれません。

fio編

理研のrpmを使ってインストールします。

# cd /usr/local/src/ && wget http://ftp.riken.jp/Linux/fedora/epel/7/x86_64/f/fio-2.2.8-2.el7.x86_64.rpm

# yum install fio-2.2.8-2.el7.x86_64.rpm

A社 HDDのマシン 4CPU 4GB

# fio -filename=/tmp/test2g -direct=1 -rw=read -bs=16k -size=2G -numjobs=64 -runtime=60 -group_reporting -name=file1


file1: (g=0): rw=read, bs=16K-16K/16K-16K/16K-16K, ioengine=sync, iodepth=1
...
fio-2.2.8
Starting 64 processes
Jobs: 64 (f=64): [R(64)] [100.0% done] [155.7MB/0KB/0KB /s] [9960/0/0 iops] [eta 00m:00s]
file1: (groupid=0, jobs=64): err= 0: pid=15406: Thu Jul 27 11:45:42 2017
  read : io=9305.0MB, bw=158766KB/s, iops=9922, runt= 60015msec
    clat (usec): min=138, max=102028, avg=6445.47, stdev=19972.74
     lat (usec): min=139, max=102028, avg=6445.98, stdev=19972.73
    clat percentiles (usec):
     |  1.00th=[  510],  5.00th=[  692], 10.00th=[  788], 20.00th=[  892],
     | 30.00th=[  956], 40.00th=[ 1020], 50.00th=[ 1096], 60.00th=[ 1160],
     | 70.00th=[ 1224], 80.00th=[ 1368], 90.00th=[ 2832], 95.00th=[80384],
     | 99.00th=[85504], 99.50th=[87552], 99.90th=[91648], 99.95th=[94720],
     | 99.99th=[98816]
    bw (KB  /s): min= 1600, max= 3360, per=1.57%, avg=2487.20, stdev=188.20
    lat (usec) : 250=0.01%, 500=0.86%, 750=6.81%, 1000=29.57%
    lat (msec) : 2=50.78%, 4=3.80%, 10=1.68%, 20=0.06%, 100=6.45%
    lat (msec) : 250=0.01%
  cpu          : usr=0.08%, sys=0.31%, ctx=595645, majf=0, minf=2638
  IO depths    : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     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=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued    : total=r=595520/w=0/d=0, short=r=0/w=0/d=0, drop=r=0/w=0/d=0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1

Run status group 0 (all jobs):
   READ: io=9305.0MB, aggrb=158765KB/s, minb=158765KB/s, maxb=158765KB/s, mint=60015msec, maxt=60015msec

Disk stats (read/write):
  vda: ios=600000/0, merge=0/0, ticks=3756580/0, in_queue=3979068, util=100.00%

IOPS 秒間のI/O性能

  read : io=9305.0MB, bw=158766KB/s, iops=9922, runt= 60015msec

16KBの入出力を秒間9,922回できる。

スループット帯域幅：時間あたりの仕事量。単位時間に運んだ総量

READ: io=9305.0MB, aggrb=158765KB/s, minb=158765KB/s, maxb=158765KB/s, mint=60015msec, maxt=60015msec

aggrb=総合帯域=158,765KB/s

clat(completeion latency)：データを要求してから、実際にデータが送られてくるまでの時間。遅延時間。これは短い方が性能が良い。

clat (usec): min=138, max=102028, avg=6445.47, stdev=19972.74

avg=平均=6445.47=6.44547ms

B社 SSDのマシン 4CPU4GB

# fio -filename=/tmp/test2g -direct=1 -rw=read -bs=16k -size=2G -numjobs=64 -runtime=60 -group_reporting -name=file1

file1: (g=0): rw=read, bs=16K-16K/16K-16K/16K-16K, ioengine=sync, iodepth=1
...
fio-2.2.8
Starting 64 processes
Jobs: 64 (f=64): [R(64)] [100.0% done] [293.7MB/0KB/0KB /s] [18.8K/0/0 iops] [eta 00m:00s]
file1: (groupid=0, jobs=64): err= 0: pid=7241: Thu Jul 27 11:45:46 2017
  read : io=18311MB, bw=312485KB/s, iops=19530, runt= 60006msec
    clat (usec): min=93, max=172107, avg=3274.49, stdev=7514.37
     lat (usec): min=93, max=172107, avg=3274.83, stdev=7514.36
    clat percentiles (usec):
     |  1.00th=[  151],  5.00th=[  165], 10.00th=[  171], 20.00th=[  181],
     | 30.00th=[  187], 40.00th=[  195], 50.00th=[  203], 60.00th=[  213],
     | 70.00th=[  225], 80.00th=[  251], 90.00th=[18560], 95.00th=[21120],
     | 99.00th=[25472], 99.50th=[27520], 99.90th=[33536], 99.95th=[44800],
     | 99.99th=[116224]
    bw (KB  /s): min= 1856, max=12000, per=1.56%, avg=4887.30, stdev=1030.08
    lat (usec) : 100=0.01%, 250=79.65%, 500=4.38%, 750=0.37%, 1000=0.04%
    lat (msec) : 2=0.03%, 4=0.02%, 10=0.18%, 20=8.35%, 50=6.93%
    lat (msec) : 100=0.03%, 250=0.02%
  cpu          : usr=0.11%, sys=0.40%, ctx=1172260, majf=0, minf=2636
  IO depths    : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     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=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued    : total=r=1171935/w=0/d=0, short=r=0/w=0/d=0, drop=r=0/w=0/d=0
     latency   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=1

Run status group 0 (all jobs):
   READ: io=18311MB, aggrb=312484KB/s, minb=312484KB/s, maxb=312484KB/s, mint=60006msec, maxt=60006msec

Disk stats (read/write):
  vda: ios=1170858/408, merge=0/207, ticks=3814379/9757, in_queue=3824832, util=99.87%

IOPS 秒間のI/O性能

read : io=18311MB, bw=312485KB/s, iops=19530, runt= 60006msec

16KBの入出力を秒間19,530回できる。

スループット帯域幅：時間あたりの仕事量。単位時間に運んだ総量

   READ: io=18311MB, aggrb=312484KB/s, minb=312484KB/s, maxb=312484KB/s, mint=60006msec, maxt=60006msec

aggrb=総合帯域=312,484KB/s

clat(completeion latency)：データを要求してから、実際にデータが送られてくるまでの時間。遅延時間。これは短い方が性能が良い。

clat (usec): min=93, max=172107, avg=3274.49, stdev=7514.37

avg=平均=3274.49=3.27449ms

計測値まとめ

	*IOPS*	aggrb スループット	clat avg(平均レイテンシ)
*A社HDD*	9,922	158,765KB/s	6.44547ms
*B社SSD*	19,530	312,484KB/s	3.27449ms

SSDは優秀。

Bonnie++(ボニプラ)編

fio以外にもツールはあって、ベンチマークはいくつかツールを組み合わせてベンチマークを行うと良い按配。理研さんにまたお世話になります。

# cd /usr/local/src/ && wget http://ftp.riken.jp/Linux/dag/redhat/el7/en/x86_64/rpmforge/RPMS/bonnie++-1.96-1.el7.rf.x86_64.rpm

# yum install bonnie++-1.96-1.el7.rf.x86_64.rpm

S社 HDDのマシン 4CPU 4GB

# bonnie++ -u 一般ユーザ名 -d /tmp/ -n 256:4096:512:16 -s 2048 -r 1024

Version  1.96       ------Sequential Output------ --Sequential Input- --Random-
Concurrency   1     -Per Chr- --Block-- -Rewrite- -Per Chr- --Block-- --Seeks--
Machine        Size K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP  /sec %CP
www.xxxxx.co.jp  2G  1486  99 192918  38 196113  29  3362  99 1207695  99 11792  88
Latency              8041us   23813us   11306us    3896us     174us   10846us
Version  1.96       ------Sequential Create------ --------Random Create--------
www.xxxxx.co.jp     -Create-- --Read--- -Delete-- -Create-- --Read--- -Delete--
files:max:min        /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP
    256:4096:512/16  2264  10 69831  97 27726  97  2257  10 18016  27  1470  11
Latency             97190us    6945us    6597us   93536us     896ms     764ms
1.96,1.96,www.xxxxx.co.jp,1,1501103519,2G,,1486,99,192918,38,196113,29,3362,99,1207695,99,11792,88,256,4096,512,,16,2264,10,69831,97,27726,97,2257,10,18016,27,1470,11,8041us,23813us,11306us,3896us,174us,10846us,97190us,6945us,6597us,93536us,896ms,764ms

/secは1秒あたりの処理回数

%CPは実行中のCPU使用率

C社 SSDのマシン 4CPU 4GB

# bonnie++ -u 一般ユーザ名 -d /tmp/

Version  1.96       ------Sequential Output------ --Sequential Input- --Random-
Concurrency   1     -Per Chr- --Block-- -Rewrite- -Per Chr- --Block-- --Seeks--
Machine        Size K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP  /sec %CP
www.sys-guard.co 8G   824  99 372738  35 336094  32  3962  99 626234  26  5298  90
Latency             10697us     171ms   60972us    4985us     101ms   17221us
Version  1.96       ------Sequential Create------ --------Random Create--------
www.sys-guard.com   -Create-- --Read--- -Delete-- -Create-- --Read--- -Delete--
              files  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP
                 16 +++++ +++ +++++ +++ +++++ +++ +++++ +++ +++++ +++ +++++ +++
Latency              2639us     575us     648us     174us     183us     844us
1.96,1.96,www.sys-guard.com,1,1501216791,8G,,824,99,372738,35,336094,32,3962,99,626234,26,5298,90,16,,,,,+++++,+++,+++++,+++,+++++,+++,+++++,+++,+++++,+++,+++++,+++,10697us,171ms,60972us,4985us,101ms,17221us,2639us,575us,648us,174us,183us,844us

/secは1秒あたりの処理回数

%CPは実行中のCPU使用率

HTML出力もできる！

bonnie++ IOPS

bon_csv2htmlコマンドにパイプで繋げるとHTML出力も可能です。見やすいね。

# bonnie++ -u 一般ユーザ名 -d /tmp/ -n 256:4096:512:16 -s 2048 -r 1024 | bon_csv2html > bonnie_result.html

https://sys-guard.com/demo/bonnie_result.html

色々なツールがあるので、コストと実際の性能を実測して、要件にあったクラウドサーバを選択しましょう(ㆁᴗㆁ✿)

お疲れ様です。

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