iostat命令详解.docx

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iostat命令详解

iostat命令详解

用途

报告中央处理器（CPU）统计信息和整个系统、适配器、tty设备、磁盘和CD-ROM的输入／输出统计信息。

语法

iostat[-s][-a][-d|-t][-T][-m][PhysicalVolume...][Interval[Count]]

描述

iostat命令用来监视系统输入／输出设备负载，这通过观察与它们的平均传送速率相关的物理磁盘的活动时间来实现。

iostat命令生成的报告可以用来更改系统配置来更好地平衡物理磁盘和适配器之间的输入／输出负载。

由iostat命令生成的第一份报告提供了关于自从系统被引导后的时间统计信息。

后继的每一份报告都包含自上一次报告以来的时间。

每次运行iostat命令时，就报告所有的统计信息。

报告由紧接着一行tty和CPU统计信息的tty和CPU头行组成。

在多处理器系统上，CPU统计信息是系统范围计算的，是所有处理器的平均值。

如果指定-s标志，则显示系统头行，随后是一行整个系统的统计信息。

系统的主机名被打印在系统头上。

如果指定-a标志，就会显示一个适配器头行，随后是一行适配器的统计信息。

这后面将回有一个磁盘头行和连接到适配器的所有磁盘／CD-ROM的统计信息。

为所有与系统连接的磁盘适配器生成这种报告。

显示一个磁盘头行，随后是一行配置的磁盘的统计信息。

如果指定PhysicalVolume参数，则只显示那些指定的名称。

如果指定PhysicalVolume参数，那么可以指定一个或者更多的字母或者字母数字的物理卷。

如果指定PhysicalVolume参数，就会显示tty和CPU报告并且磁盘报告包含指定驱动器的统计信息。

如果没有发现指定逻辑驱动器名，那么报告将列出指定的名称并且显示没有找到驱动器的消息。

如果没有指定逻辑驱动器名，报告则包含所有已配置的磁盘和CD-ROM的统计信息。

如果系统上没有配置驱动器，则不生成磁盘报告。

PhysicalVolume参数中的第一个字符不能为数字型。

Interval参数指定了在每个报告之间的以秒计算的时间量。

第一份报告包含了自系统启动（引导）以来的时间统计信息。

每一份后继报告都包含在和前一份报告的时间间隔之间收集的统计信息。

Count参数可被指定来连接Interval参数。

如果指定了Count参数，它的记数值就确定在Interval秒间生成的报告数。

如果指定了Interval参数但没有Count参数，iostat命令就会不断生成报告。

iostat命令用来确定一个物理卷是否正在形成一个性能瓶颈，以及是否有可能改善这种情况。

物理卷的%使用率字段表明了文件活动在驱动器中分布多均匀。

物理卷的高%使用率是表明也许存在这个资源的争用很好的征兆。

由于CPU使用率的统计信息同样适用于iostat报告，CPU在I／O等待队列中的时间的百分比可以在同一时间确定。

如果I/O等待时间是有效数字并且磁盘使用率不是在卷上均匀分布，那么就要考虑在驱动器上分布数据。

注：

一些系统资源被消耗是为了为iostat命令维护磁盘I/O的历史记录。

使用sysconfig子例程，或者系统管理接口工具（SMIT）来停止历史记录账户。

报告

iostat命令生成四种类型的报告，tty和CPU使用率报告、磁盘使用率报告、系统吞吐量报告和适配器吞吐量报告。

tty和CPU使用率报告

由iostat命令生成的第一份报告是tty和CPU使用率报告。

对于多处理器系统，CPU值是所有处理器的总平均。

同时，I/O等待状态是系统级定义的，而不是每个处理器。

报告有以下格式：

栏描述

tin显示了系统为所有tty读取的字符总数。

tout显示了系统为所有tty写入的字符总数。

%user显示了在用户级（应用程序）执行时产生的CPU使用率百分比。

%sys显示了在系统级（内核）执行时产生的CPU使用率百分比。

%idle显示了在CPU空闲并且系统没有未完成的磁盘I/O请求时的时间百分比。

%iowait显示了CPU空闲期间系统有未完成的磁盘I/O请求时的时间百分比。

每过一定时间间隔，内核就更新这条信息（一般每秒六十次）。

tty报告提供了从系统中所有终端的收到的每秒字符总数，以及和每秒输出到系统所有终端的字符的总数。

用来计算CPU磁盘I/O等待时间的方法

操作系统V4.3.3　和后来的版本包含用来估算CPU在磁盘I／O（wio时间）等待上的所花时间的百分比的增强方法。

用在AIX4.3.2和操作系统的早期版本上的方法在一定条件下，能够给出SMP上的wio时间的一个放大的视图。

wio时间是根据命令sar（%wio）、vmstat（wa）和iostat（%iowait）报告出来的。

在AIX4.3.2中和早期版本中使用的方法如下：

在每个处理器（每处理器一秒一百次）的每个时钟中断上，将确定四个类别（usr／sys／wio／idle）中的哪一个放置在最后的10ms内。

如果在时钟中断的时刻CPU以usr模式中处于忙状态，那么usr获得这个时间计点并归于此类。

如果在时钟中断时刻CPU以内核模式中处于忙状态，那么sys类别将获得该计时点。

如果CPU不处于忙状态，将检查是否在进行任何磁盘I/O。

如果在进行任何磁盘I/O，则wio类别将增加。

如果磁盘在进行I/O操作并且CPU不忙，那么idle类别将获取计时点。

wio时间的放大视图是由于所有空闲CPU被归为wio而不管在I／O上等待的线程数所导致。

例如，仅有一个线程执行I/O的系统可以报告超过90%的wio时间而不管其CPU数。

在AIX4.3.3中和后继版本中使用的方法如下：

如果在那个CPU上启动一个未完成的的I/O，那么操作系统V4.3.3中的更改仅把一个空闲CPU标为wio。

当只有少数线程正在执行I/O否则系统就空闲的情况下，这种方法可以报告更少的wio时间。

例如，一个有四个CPU且只有一个线程执行I／O的系统将报告一个最大值是25%的wio时间。

一个有12个CPU且仅有一个线程执行I／O的系统将报告一个最大值为8%的wio时间。

NFS客户机通过VMM读／写，并且为了完成一个I/O而在vmm等待中用的时间现在将被报告为I／O等待时间。

磁盘使用率报告

由iostat命令生成的第二个报告是磁盘使用率报告。

磁盘报告提供了在每个物理磁盘基础上的统计信息。

这个报告有以下类似的格式：

%tm_act表示物理磁盘处于活动状态的时间百分比（驱动器的带宽使用率）。

Kbps表示以KB每秒为单位的传输（读或写）到驱动器的数据量。

tps表示每秒钟输出到物理磁盘的传输次数。

一次传输就是一个对物理磁盘的I/O请求。

多个逻辑请求可被并为对磁盘的一个单一I／O请求。

传输具有中等的大小。

Kb_read读取的KB总数。

Kb_wrtn写入的KB总数。

CD-ROM设备的统计信息也要报告。

对于配置有大量磁盘的大型系统配置，当iostat没有执行时，系统可以设置为避免收集物理硬盘的输入／输出数据。

如果系统用上述的方式配置，那么第一个磁盘报告将显示消息引导不可用后的磁盘历史记录而不是磁盘统计信息。

由iostat命令生成的后继时间间隔报告包含在报告时间间隔期间收集的磁盘统计信息。

引导后的任何tty和CPU都不会影响。

如果一个系统管理命令用来重新保留磁盘统计信息，那么第一个iostat命令报告会显示从启用磁盘输入／输出统计信息那一刻时间间隔起点起的行为。

系统吞吐量报告

如果指定-s标志将生成这个报告。

这份报告提供了整个系统的统计信息。

这份报告有以下格式：

Kbps表示了每秒以KB为单位的传输（读或写）到整个系统的数据量。

tps表示每秒传输到整个系统的传输次数。

Kb_read从整个系统中读取的KB总数。

Kb_wrtn写到整个系统的KB总数。

适配器吞吐量报告

如果指定-a标志将产生该报告。

这份报告提供了适配器上的统计信息。

Kbps表示每秒钟以KB为单位的传输到（读或写）到适配器的数据量。

tps表示每秒钟输出到适配器的传输次数。

Kb_read从适配器读取的KB总数。

Kb_wrtn写到适配器的KB总数。

磁盘输入／输出历史记录

要提高性能，已经禁用了磁盘输入／输出统计信息集合。

要启用该数据的集合，请输入：

chdev-lsys0-aiostat=true

要显示当前设置，请输入：

lsattr-E-lsys0-aiostat

如果禁用了磁盘输入／输出历史记录的集合，那么iostat输出的第一个磁盘报告将显示消息引导不可用后的磁盘历史记录而不是磁盘统计信息。

如前，由iostat命令生成后继时间间隔报告包含了在报告时间间隔期间收集的磁盘统计信息。

标志

-a显示适配器吞吐量报告。

-d-d标志不能和-t标志合用，且仅显示磁盘使用率报告。

-s显示系统吞吐量报告。

-m-m标志将为以下打印路径统计信息

到启用MPIO（Multi-PathI／O）设备的路径。

ESS机器中的路径。

吞吐量是每个设备的。

设备所有路径的吞吐量符合该设备的吞吐量。

对于ESS机器，vpaths将被当作磁盘，而hdisks将被看作路径。

在内部vpaths是磁盘，hdisks是它们的路径。

对于启用MPIO的设备，路径名将表示为Path0、Path1、Path2等等。

数字0、1、2等都是lspath命令提供的路径标识。

由于一个设备的路径可以附加到任何适配器上，所以适配器报告将报告每个适配器下的路径信息。

磁盘名称是所有路径的前缀。

对于所有启用MPIO的设备，适配器报告将打印路径名为hdisk10_Path0、hdisk0_Path1等等。

对于所有ESS机器，适配器报告将打印路径名为vpath0_hdisk3、vpath10_hdisk25等等。

-t-t标志排除了-d标志且仅显示了tty和cpu用法报告。

-T打印iostat输出的每一行边上的时间戳记。

时间戳记以HH:

MM:

SS格式显示。

注：

-s和-a标记都能指定来显示系统和适配器吞吐量报告。

如果同时指定-a标志和-t标志，将显示tty和CPU报告，随后是适配器吞吐量报告。

连接在适配器上的磁盘的使用率报告将不会显示在适配器吞吐量报告后面。

如果同时指定-a标志和-d标志，将不会显示tty和CPU报告。

如果指定物理卷参数，那么指定卷的磁盘使用率报告将在它所属于的相应适配器下打印出来。

示例

要为所有tty、CPU和磁盘显示引导后的单一历史记录报告，请输入：

iostat

要为逻辑名是disk1的磁盘显示一个以两秒为时间间隔的持续磁盘报告，请输入：

iostat-ddisk12

要为逻辑名是disk1的磁盘显示以两秒为时间间隔的六个报告，请输入：

iostatdisk126

要为所有磁盘显示以两秒为时间间隔的六个报告，请输入：

iostat-d26

要为三个名称分别为disk1、disk2、disk3的磁盘显示以两秒为时间间隔的六个报告，请输入：

iostatdisk1disk2disk326

要打印系统吞吐量报告，请输入：

iostat-s

要打印适配器吞吐量报告，请输入：

iostat-a

要打印系统和适配器吞吐量报告，且仅有tty和CPU报告（没有磁盘报告），请输入：

iostat-sat

要打印带有hdisk0和hdisk7的磁盘使用率报告的系统和适配器吞吐量报告，请输入：

iostat-sadhdisk0hdisk7

要显示iostat输出的每行的下一行的时间戳记，请输入：

iostat-T

文件

/usr/bin/iostat包含iostat命令。

1. /proc/partitions 

对于kernel 2.4, iostat 的数据的主要来源是 /proc/partitions，而对于kernel 2.6, 数据主要来自/proc/diskstats或者/sys/block/[block-device-name]/stat。

先看看 /proc/partitions 中有些什么。

# cat /proc/partitions

major minor #blocks name rio rmerge rsect ruse wio wmerge wsect wuse running use aveq

3 0 19535040 hda 12524 31127 344371 344360 12941 25534 308434 1097290 -1 15800720 28214662

3 1 7172991 hda1 13 71 168 140 0 0 0 0 0 140 140

3 2 1 hda2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3 5 5116671 hda5 100 477 665 620 1 1 2 30 0 610 650

3 6 265041 hda6 518 92 4616 2770 257 3375 29056 143880 0 46520 146650

3 7 6980211 hda7 11889 30475 338890 340740 12683 22158 279376 953380 0 509350 1294120

major:

 主设备号。

3 代表 hda。

minor:

 次设备号。

7 代表 No.7 分区。

#blocks:

 设备总块数 （1024 bytes/block）。

19535040*1024 => 20003880960（bytes） ~2G

name:

 设备名称。

如 hda7。

rio:

 完成的读 I/O 设备总次数。

指真正向 I/O 设备发起并完成的读操作数目，

也就是那些放到 I/O 队列中的读请求。

注意很多进程发起的读操作

（read（））很可能会和其他的操作进行 merge，不一定每个 read（） 调用

都引起一个 I/O 请求。

rmerge:

 进行了 merge 的读操作数目。

rsect:

 读扇区总数 （512 bytes/sector）

ruse:

 从进入读队列到读操作完成的时间累积 （毫秒）。

上面的例子显示从开机

开始，读 hda7 操作共用了约340秒。

wio:

 完成的写 I/O 设备总次数。

wmerge:

 进行了 merge 的写操作数目。

wsect:

 写扇区总数

wuse:

 从进入写队列到写操作完成的时间累积 （毫秒）

running:

 已进入 I/O 请求队列，等待进行设备操作的请求总数。

上面的例子显

示 hda7 上的请求队列长度为 0。

use:

 扣除重叠等待时间的净等待时间 （毫秒）。

一般比 （ruse+wuse） 要小。

比

如 5 个读请求同时等待了 1 毫秒，那么 ruse值为5ms, 而 use值为

1ms。

use 也可以理解为I/O队列处于不为空状态的总时间。

hda7 的I/O

队列非空时间为 509 秒，约合8分半钟。

aveq:

 在队列中总的等待时间累积 （毫秒） （约等于ruse+wuse）。

为什么是“约等于”而不是等于呢？

让我们看看aveq, ruse, wuse的计算方式，这些量一般是在I/O完成后进行更新的：

  aveq += in-flight * （now - disk->stamp）;

  ruse += jiffies - req->start_time; // 如果是读操作的话

  wuse += jiffies - req->start_time;  // 如果是写操作的话

注 意aveq计算中的in-flight，这是当前还在队列中的I/O请求数目。

这些I/O还没有完成，所以不能计算到ruse或wuse中。

理论上，只有 在I/O全部完成后，aveq才会等于ruse+wuse。

举一个例子，假设初始时队列中有三个读请求，每个请求需要1秒钟完成。

在1.5秒这一时刻， aveq和ruse各是多少呢？

  ruse = 1 // 因为此时只有一个请求完成

  aveq = 3*1 + 2*0.5 = 4 // 因为第二个请求刚发出0.5秒钟，另还有一个请求在队列中呢。

                                   // 这样第一秒钟时刻有3个in-flight，而1.5秒时刻有2个in-flight.

如果三个请求全部完成后，ruse才和aveq相等：

  ruse = 1 + 2 + 3 = 6

  aveq = 1 + 2 + 3 = 6

详细说明请参考 linux/drivers/block/ll_rw_blk.c中的end_that_request_last（）和disk_round_stats（）函数。

2. iostat 结果解析

# iostat -x

Linux 2.4.21-9.30AX （localhost） 2004年07月14日

avg-cpu:

 %user %nice %sys %idle

3.85 0.00 0.95 95.20

Device:

 rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util

/dev/hda 1.70 1.70 0.82 0.82 19.88 20.22 9.94 10.11 24.50 11.83 57.81 610.76 99.96

/dev/hda1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 12.92 0.00 10.77 10.77 0.00

/dev/hda5 0.02 0.00 0.00 0.00 0.03 0.00 0.02 0.00 6.60 0.00 6.44 6.04 0.00

/dev/hda6 0.01 0.38 0.05 0.03 0.43 3.25 0.21 1.62 46.90 0.15 193.96 52.25 0.41

/dev/hda7 1.66 1.33 0.76 0.79 19.41 16.97 9.70 8.49 23.44 0.79 51.13 19.79 3.07

rrqm/s:

 每秒进行 merge 的读操作数目。

即 delta（rmerge）/s

wrqm/s:

 每秒进行 merge 的写操作数目。

即 delta（wmerge）/s

r/s:

 每秒完成的读 I/O 设备次数。

即 delta（rio）/s

w/s:

 每秒完成的写 I/O 设备次数。

即 delta（wio）/s

rsec/s:

 每秒读扇区数。

即 delta（rsect）/s

wsec/s:

 每秒写扇区数。

即 delta（wsect）/s

rkB/s:

 每秒读K字节数。

是 rsect/s 的一半，因为每扇区大小为512字节。

wkB/s:

 每秒写K字节数。

是 wsect/s 的一半。

avgrq-sz:

 平均每次设备I/O操作的数据大小 （扇区）。

即 delta（rsect+wsect）/delta（rio+wio）

avgqu-sz:

 平均I/O队列长度。

即 delta（aveq）/s/1000 （因为aveq的单位为毫秒）。

await:

 平均每次设备I/O操作的等待时间 （毫秒）。

即 delta（ruse+wuse）/delta（rio+wio）

svctm:

 平均每次设备I/O操作的服务时间 （毫秒）。

即 delta（use）/delta（rio+wio）

%util:

 一秒中有百分之多少的时间用于 I/O 操作，或者说一秒中有多少时间 I/O 队列是非空的。

即 delta（use）/s/1000 （因为use的单位为毫秒）

如果 %util 接近 100%，说明产生的I/O请求太多，I/O系统已经满负荷，该磁盘

可能存在瓶颈。

svctm 一般要小于 await （因为同时等待的请求的等待时间被重复计算了），

svctm 的大小一般和磁盘性能有关，CPU/内存的负荷也会对其有影响，请求过多

也会间接导致 svctm 的增加。

await 的大小一般取决于服务时间（svctm） 以及 

I/O 队列的长度和 I/O 请求的发出模式。

如果 svctm 比较接近 await，说明 

I/O 几乎没有等待时间；如果 await 远大于 svctm，说明 I/O 队列太长，应用

得到的响应时间变慢，如果响应时间超过了用户可以容许的范围，这时可以考虑

更换更快的磁盘，调整内核 elevator 算法，优化应用，或者升级 CPU。

队列长度（avgqu-sz）也可作为衡量系统 I/O 负荷的指标，但由于 avgqu-sz 是

按照单位时间的平均值，所以不能反映瞬间的 I/O 洪水。

3. I/O 系统 vs. 超市排队

举一个例子，我们在超市排队 checkout 时，怎么决定该去哪个交款台呢?

 首当

是看排的队人数，5个人总比20人要快吧?

 除了数人头，我们也常常看看前面人

购买的东西多少，如果前面有个采购了一星期食品的大妈，那么可以考虑换个队

排了。

还有就是收银员的速度了，如果碰上了连钱都点不清楚的新手，那就有的

等了。

另外，时机也很重要，可能 5 分钟前还人满为患的收款台，现在已是人

去楼空，这时候交款可是很爽啊，当然，前提是那过去的 5 分钟里所做的事情

比排队要有意义 （不过我还没发现什么事情比排队还无聊的）。

I/O 系统也和超市排队有很多类似之处:

r/s+w/s 类似于交款人的总数

平均队列长度（avgqu-sz）类似于单位时间里平均排队人的个数

平均服务时间（svctm）类似于收银员的收款速度

平均等待时间（await）类似于平均每人的等待时间

平均I/O数据（avgrq-sz）类似于平均每人所买的东西多少

I/O 操作率 （%util）类似于收款台前有人排队的时间比例。

我们可以根据这些数据分析出 I/O 请求的模式，以及 I/O 的速度和响应时间。

4. 一个例子

# iostat -x 1

avg-cpu:

 %user %nice %sys %idle

16.24 0.00 4.31 79.44

Device:

 rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util

/dev/cciss/c0d0

0.00 44.90 1.02 27.55 8.16 579.59 4.08 289