IO实时监控命令iostat详解

iostat用于输出CPU和磁盘I/O相关的统计信息

命令格式

iostat [ -c ] [ -d ] [ -h ] [ -N ] [ -k | -m ] [ -t ] [ -V ] [ -x ] [ -z ] [ device [...] | ALL ] [ -p [ device [,...] | ALL ] ] [ interval [ count ] ]

iostat各个参数的说明

 -c 仅显示CPU统计信息.与-d选项互斥.
 -d 仅显示磁盘统计信息.与-c选项互斥.
 -k 以K为单位显示每秒的磁盘请求数,默认单位块.
 -p device | ALL
  与-x选项互斥,用于显示块设备及系统分区的统计信息.也可以在-p后指定一个设备名,如:
  # iostat -p hda
  或显示所有设备
  # iostat -p ALL
 -t    在输出数据时,打印搜集数据的时间.
 -V    打印版本号和帮助信息.
 -x    输出扩展信息.

iostat的简单使用

[sdk_test@ssdk1 server]$ iostat
Linux 2.6.-431.11..el6.ucloud.x86_64 (ssdk1)     //     _x86_64_    ( CPU)

avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.44    0.00    0.26    0.01    0.01   99.29

Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn
vda               0.66         0.09         6.75
vdb               1.42        12.47        55.86    

解释一下各个输出项的含义：

avg-cpu段:
%user: 在用户级别运行所使用的CPU的百分比.
%nice: nice操作所使用的CPU的百分比.
%sys: 在系统级别(kernel)运行所使用CPU的百分比.
%iowait: CPU等待硬件I/O时,所占用CPU百分比.
%idle: CPU空闲时间的百分比.

Device段:
tps: 每秒钟发送到的I/O请求数.
Blk_read /s: 每秒读取的block数.
Blk_wrtn/s: 每秒写入的block数.
Blk_read:   读入的block总数.
Blk_wrtn:  写入的block总数.

入门使用

iostat -d -k 

参数 -d 表示，显示设备（磁盘）使用状态；-k某些使用block为单位的列强制使用Kilobytes为单位；2表示，数据显示每隔2秒刷新一次。

[sdk_test@ssdk1 server]$ iostat -d -k
Linux 2.6.-431.11..el6.ucloud.x86_64 (ssdk1)     //     _x86_64_    ( CPU)

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
vda               0.66         0.04         3.37
vdb               1.42         6.23        27.93     

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
vda               2.00         0.00         8.00
vdb               2.00         0.00        24.00                   

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
vda               0.00         0.00         0.00
vdb               0.00         0.00         0.00                    

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
vda               0.50         0.00         2.00
vdb               0.00         0.00         0.00                    

Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
vda               0.00         0.00         0.00
vdb               2.50         0.00        92.00                  

输出项的意义：

tps：该设备每秒的传输次数（Indicate the number of transfers per second that were issued to the device.）。"一次传输"意思是"一次I/O请求"。多个逻辑请求可能会被合并为"一次I/O请求"。"一次传输"请求的大小是未知的。

kB_read/s：每秒从设备（drive expressed）读取的数据量；
kB_wrtn/s：每秒向设备（drive expressed）写入的数据量；
kB_read：读取的总数据量；
kB_wrtn：写入的总数量数据量；这些单位都为Kilobytes。

指定监控的设备名称为vda，该命令的输出结果和上面命令完全相同

默认监控所有的硬盘设备，现在指定只监控vda。

iostat -d vda 

扩展使用-X参数

iostat还有一个比较常用的选项-x，该选项将用于显示和io相关的扩展数据。

[sdk_test@ssdk1 server]$ iostat -d -x -k
Linux 2.6.-431.11..el6.ucloud.x86_64 (ssdk1)     //     _x86_64_    ( CPU)

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
vda               0.00     0.19    0.00    0.65     0.04     3.37    10.41     0.00    0.78   0.41   0.03
vdb               0.00     5.85    0.29    1.13     6.23    27.93    48.06     0.00    1.44   0.41   0.06

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
vda               0.00     0.00    0.00    0.00     0.00     0.00     0.00     0.00    0.00   0.00   0.00
vdb               0.00     0.00    0.00    0.00     0.00     0.00     0.00     0.00    0.00   0.00   0.00

Device:         rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
vda               0.00     0.00    0.00    0.00     0.00     0.00     0.00     0.00    0.00   0.00   0.00
vdb               0.00     0.00    0.00    0.00     0.00     0.00     0.00     0.00    0.00   0.00   0.00

输出项的意义：

rrqm/s：每秒这个设备相关的读取请求有多少被Merge了（当系统调用需要读取数据的时候，VFS将请求发到各个FS，如果FS发现不同的读取请求读取的是相同Block的数据，FS会将这个请求合并Merge）；
wrqm/s：每秒这个设备相关的写入请求有多少被Merge了。
rsec/s：每秒读取的扇区数；
wsec/s：每秒写入的扇区数。
rKB/s：The number of read requests that were issued to the device per second；
wKB/s：The number of write requests that were issued to the device per second；
avgrq-sz 平均请求扇区的大小
avgqu-sz 是平均请求队列的长度。毫无疑问，队列长度越短越好。
await：  每一个IO请求的处理的平均时间（单位是微秒毫秒）。这里可以理解为IO的响应时间，一般地系统IO响应时间应该低于5ms，如果大于10ms就比较大了。
         这个时间包括了队列时间和服务时间，也就是说，一般情况下，await大于svctm，它们的差值越小，则说明队列时间越短，反之差值越大，队列时间越长，说明系统出了问题。
svctm    表示平均每次设备I/O操作的服务时间（以毫秒为单位）。如果svctm的值与await很接近，表示几乎没有I/O等待，磁盘性能很好，如果await的值远高于svctm的值，则表示I/O队列等待太长，         系统上运行的应用程序将变慢。
%util： 在统计时间内所有处理IO时间，除以总共统计时间。例如，如果统计间隔1秒，该设备有0.8秒在处理IO，而0.2秒闲置，那么该设备的%util = 0.8/ = %，所以该参数暗示了设备的繁忙程度
。一般地，如果该参数是100%表示设备已经接近满负荷运行了（当然如果是多磁盘，即使%util是100%，因为磁盘的并发能力，所以磁盘使用未必就到了瓶颈）。

常见用法

iostat -d -k           #查看TPS和吞吐量信息(磁盘读写速度单位为KB)
iostat -d -m             #查看TPS和吞吐量信息(磁盘读写速度单位为MB)
iostat -d -x -k        #查看设备使用率（%util）、响应时间（await）
iostat -c              #查看cpu状态

实例分析

ostat -d -k  |grep sda10
Device:            tps    kB_read/s    kB_wrtn/s    kB_read    kB_wrtn
sda10            60.72        18.95        71.53
sda10           299.02      4266.67       129.41
sda10           483.84      4589.90      4117.17
sda10           218.00      3360.00       100.00
sda10           546.00      8784.00       124.00
sda10           827.00     13232.00       136.00              

上面看到，磁盘每秒传输次数平均约400；每秒磁盘读取约5MB，写入约1MB。

iostat -d -x -k
Device:    rrqm/s wrqm/s   r/s   w/s  rsec/s  wsec/s    rkB/s    wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await  svctm  %util
sda          1.56  28.31  7.84 31.50   43.65    3.16    21.82     1.58     1.19     0.03    0.80   2.61  10.29
sda          1.98  24.75 419.80  6.93 13465.35  253.47  6732.67   126.73    32.15     2.00    4.70   2.00  85.25
sda          3.06  41.84 444.90 54.08 14204.08 2048.98  7102.04  1024.49    32.57     2.10    4.21   1.85  92.24

可以看到磁盘的平均响应时间<5ms，磁盘使用率>80。磁盘响应正常，但是已经很繁忙了。