【工作必备知识】Linux磁盘I/O故障排查分析定位 iostat 介绍
大家好，我是秋意零。
前言：今天，介绍Linux磁盘I/O故障排查时，必备命令iostat。该命令是监视系统I/O设备使用负载，它可以实时监视IO设备，从而帮助我们进行分析定位问题。
iostat 命令介绍
iostat 命令：监视系统I/O设备使用负载
语法：iostat [选项] [时间间隔 interval] [次数 count]
常用参数：
-c：显示CPU使用情况-y：跳过不显示第一次报告的数据-d：显示磁盘使用情况-k：以KB为单位显示磁盘读写数据量-m：以MB为单位显示磁盘读写数据量-N：显示磁盘阵列(LVM)信息-n：显示NFS使用情况-p [磁盘]：显示指定磁盘或所有磁盘和分区的统计信息-t：显示终端和CPU的信息-x：显示详细信息，包括额外的设备和CPU统计-V：显示版本信息
命令解析
1）iostat 默认输出
第一行：Linux 5.10.134-16.1.al8.x86_64 (blog) 06/10/2024 _x86_64_ (2 CPU)
| 参数 | 解释 |
|---|---|
| Linux 5.10.134-16.1.al8.x86_64 (blog) | 操作系统内核版本、主机名（blog） |
| 06/10/2024 | 统计日期（2024年6月10日） |
| x86_64 | 系统是64位 |
| (2 CPU) | 2个CPU核心 |
第二行，CPU的平均使用率（avg-cpu）：avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle
| 参数 | 解释 |
|---|---|
| %user | 用户态CPU时间占比，表示用户进程消耗的CPU时间百分比，< 60% |
| %nice | 以低优先级（nice）运行的用户进程占用的CPU时间百分比 |
| %system | 内核态CPU时间占比，即操作系统内核自身消耗的CPU时间百分比，sy+us < 80% |
| %iowait（重要） | I/O等待，表示CPU在空闲时因等待I/O操作完成所花费的时间百分比，< 30% |
| %steal | 在虚拟化环境中，被hypervisor强制其他VM占用的CPU时间百分比 |
| %idle | CPU空闲时间百分比 |
一般来说
%idle持续游走在 20%以下，瓶颈出现在CPU的性能层面，%iowait高而%idle在 70%以上，瓶颈出现在 I/O 设备层面
第三行，磁盘设备的I/O统计信息（Device）：Device tps kB_read/s kB_wrtn/s kB_read kB_wrtn
| 参数 | 解释 |
|---|---|
| Device | 设备名dm 是 disk mapper 的缩写 可以在 /dev/mapper下查对应谁。参数-N 可以将 dm 转换成相应的 LVM名 |
| tps | 每秒传输次数（Transactions Per Second），表示每秒磁盘完成的I/O操作数量 |
| kB_read/s | 每秒从磁盘读取的数据量（以KB为单位），参数-m可以以MB为单位 |
| kB_wrtn/s | 每秒向磁盘写入的数据量（以KB为单位） |
| kB_read | 总共从磁盘读取的数据量（以KB为单位） |
| kB_wrtn | 总共向磁盘写入的数据量（以KB为单位） |
2）iostat 详细参数输出：iostat -x -d -y 1 3
参数解释：
- r/s: 每秒读取操作次数
- w/s: 每秒写入操作次数
- rkB/s: 每秒从设备读取的数据量
- wkB/s: 每秒向设备写入的数据量
- rrqm/s: 每秒读请求合并次数，即读操作中有多少请求被合并执行
- wrqm/s: 每秒写请求合并次数，同理，此处也没有写请求合并，值为0.00
- %rrqm: 读请求合并的百分比，既然没有读请求合并，所以是0.00%
- %wrqm: 写请求合并的百分比
- r_await: 平均每次读操作的等待时间，包括等待时间和实际服务时间
- w_await: 平均每次写操作的等待时间
- aqu-sz: 平均I/O队列长度，也就是平均有多少个I/O请求在等待处理
- rareq-sz: 平均读请求大小
- wareq-sz: 平均写请求大小
- svctm: 平均服务时间，即I/O操作实际处理时间
- %util: 设备利用率
%util 表示该设备有I/0非空闲的时间比率，不考虑I/0有多少。由于硬盘设备有并行处理多个I/0请求的能力，所以%util即使达到100%也不意味着设备饱和了。
r_await、w_await 多大算有问题?
一般情况下：
- 对于机械硬盘(HDD)，如果
r_await和w_await持续高于10-20毫秒，可能表明存在I/O延迟问题（机械硬盘 await=寻道延迟+旋转延迟+传输延迟rpm 10000为8.38ms）- 对于固态硬盘(SSD)，由于其更快的读写速度，理想的
r_await和w_await应该更低，通常认为超过1-5毫秒可能需要关注
End
参考：
Linux I/O问题排查 哪个设备的问题 iostat命令详解_哔哩哔哩_bilibili
运维工程师系列-掌握iostat命令给你月薪加1000_哔哩哔哩_bilibili
