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    IO系统性能之一:衡量性能的几个指标

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      作为一个数据库管理员,关注系统的性能是日常最重要的工作之一,而在所关注的各方面的性能只能IO性能却是最令人头痛的一块,面对着各种生涩的参数和令人眼花缭乱的新奇的术语,再加上存储厂商的忽悠,总是让我们有种云里雾里的感觉。本系列文章试图从基本概念开始对磁盘存储相关的各种概念进行综合归纳,让大家能够对IO性能相关的基本概念,IO性能的监控和调整有个比较全面的了解。

      在这一部分里我们先舍弃各种结构复杂的存储系统,直接研究一个单独的磁盘的性能问题,藉此了解各个衡量IO系统系能的各个指标以及之间的关系。需要注意的是,本文探讨的仅限于磁盘IO性能,网络IO性能不考虑在内。

      几个基本的概念

      在研究磁盘性能之前我们必须先了解磁盘的结构,以及工作原理。不过在这里就不再重复说明了,关系硬盘结构和工作原理的信息可以参考维基百科上面的相关词条——Hard disk drive(英文)和硬盘驱动器(中文)。

      读写IO(Read/Write IO)操作

      磁盘是用来给我们存取数据用的,因此当说到IO操作的时候,就会存在两种相对应的操作,存数据时候对应的是写IO操作,取数据的时候对应的是是读IO操作。

      单个IO操作

      当控制磁盘的控制器接到操作系统的读IO操作指令的时候,控制器就会给磁盘发出一个读数据的指令,并同时将要读取的数据块的地址传递给磁盘,然后磁盘会将读取到的数据传给控制器,并由控制器返回给操作系统,完成一个写IO的操作;同样的,一个写IO的操作也类似,控制器接到写的IO操作的指令和要写入的数据,并将其传递给磁盘,磁盘在数据写入完成之后将操作结果传递回控制器,再由控制器返回给操作系统,完成一个写IO的操作。单个IO操作指的就是完成一个写IO或者是读IO的操作。

      随机访问(Random Access)与连续访问(Sequential Access)

      随机访问指的是本次IO所给出的扇区地址和上次IO给出扇区地址相差比较大,这样的话磁头在两次IO操作之间需要作比较大的移动动作才能重新开始读/写数据。相反的,如果当次IO给出的扇区地址与上次IO结束的扇区地址一致或者是接近的话,那磁头就能很快的开始这次IO操作,这样的多个IO操作称为连续访问。因此尽管相邻的两次IO操作在同一时刻发出,但如果它们的请求的扇区地址相差很大的话也只能称为随机访问,而非连续访问。

      顺序IO模式(Queue Mode)/并发IO模式(Burst Mode)

      磁盘控制器可能会一次对磁盘组发出一连串的IO命令,如果磁盘组一次只能执行一个IO命令时称为顺序IO;当磁盘组能同时执行多个IO命令时,称为并发IO。并发IO只能发生在由多个磁盘组成的磁盘组上,单块磁盘只能一次处理一个IO命令。

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