硬盘速度IOPS评估测试

在 Debian 12 中测试硬盘的 IOPS（每秒输入输出操作次数），推荐使用专业的磁盘性能测试工具 fio（Flexible I/O Tester）。以下是详细操作步骤：

1. 安装测试工具

首先安装 fio 和必要的依赖：

sudo apt update
sudo apt install fio -y

2. 使用 fio 测试 IOPS

基本语法

fio --name=测试名称 --ioengine=libaio --direct=1 --rw=读写模式 --bs=块大小 --size=测试文件大小 --numjobs=并发任务数 --runtime=测试时间 --time_based --group_reporting

示例：测试 4K 随机读的 IOPS

sudo fio --name=random_read --ioengine=libaio --direct=1 --rw=randread --bs=4k --size=1G --numjobs=1 --iodepth=32 --runtime=60 --time_based --group_reporting

参数说明

• --rw=randread：测试随机读（可选：randwrite、randrw、read、write）。
• --bs=4k：模拟 4KB 小文件操作（更贴近真实 IOPS 场景）。
• --iodepth=32：队列深度（模拟高并发请求）。
• --size=1G：生成 1GB 的临时测试文件。
• --numjobs=1：并发任务数（可增加模拟多线程负载）。
• --runtime=60：测试持续 60 秒。

3. 测试场景示例

场景1：4K 随机写 IOPS

sudo fio --name=random_write --ioengine=libaio --direct=1 --rw=randwrite --bs=4k --size=1G --numjobs=1 --iodepth=32 --runtime=60 --time_based --group_reporting

场景2：混合读写（70%读 + 30%写）

sudo fio --name=mixed_io --ioengine=libaio --direct=1 --rw=randrw --rwmixread=70 --bs=4k --size=1G --numjobs=4 --iodepth=64 --runtime=120 --time_based --group_reporting

4. 解读测试结果

运行完成后，重点关注以下输出：

read: IOPS=xxxx, BW=xxMiB/s (xxMB/s)
write: IOPS=xxxx, BW=xxMiB/s (xxMB/s)
  lat (usec): min=xx, max=xx, avg=xx, stdev=xx

• IOPS：每秒操作次数（值越高性能越好）。
• BW：带宽（吞吐量）。
• lat：延迟（越低越好）。

5. 其他工具（辅助参考）

a. dd 测试连续读写速度（非 IOPS）

# 测试连续写入速度（1GB文件，块大小1M）
dd if=/dev/zero of=./testfile bs=1M count=1024 oflag=direct status=progress

# 测试连续读取速度
dd if=./testfile of=/dev/null bs=1M status=progress

b. 使用 iostat 监控实时 IO

sudo apt install sysstat -y
iostat -d -x 1  # 每秒刷新一次磁盘统计信息

6. 注意事项

1. 测试目标选择：

   • 如果测试物理硬盘，建议直接指定设备路径（如 /dev/sdX），但需注意这会覆盖数据。
   • 若测试文件系统性能，建议在未使用的目录生成临时文件（如本例中的 ./testfile）。

2. 避免缓存影响：

   • 使用 --direct=1 绕过系统缓存，直接访问磁盘。
   • 测试前清理缓存（可选）：

     sync; echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
     

3. SSD/HDD 差异：

   • SSD 的 IOPS 通常远高于 HDD（尤其是随机读写）。
   • NVMe SSD 需结合高队列深度（如 --iodepth=64）发挥性能。

7. 示例结果对比

• SATA SSD（4K 随机读）：

  IOPS ≈ 80,000-100,000
  

• NVMe SSD（PCIe 4.0, 4K 随机读）：

  IOPS ≈ 1,000,000+
  

• HDD（7200 RPM, 4K 随机读）：

  IOPS ≈ 80-150
  

通过 fio 的灵活配置，可以模拟真实场景的负载压力，准确评估硬盘的 IOPS 性能。建议根据实际应用需求调整测试参数（如块大小、队列深度、读写比例）。