什么是IOPS？

最近在一个客户项目中，遇到客户提到的一项系统磁盘的要求，具体参数如下：

“系统盘IOPS不低于2120，......”

那么，什么是IOPS？IOPS这个指标又是用来衡量什么的？

事实上，IOPS是用来存储系统给量测的关键衡量指标。我们一起来了解下IOPS。

IOPS ，是Input/Output Opertions Per Second 的缩写，即 每秒输入输出次数。它是用于计算机存储设备，比如机械硬盘（HDD）、固态硬盘（SSD）或存储区域网络（SAN）性能测试的量测方式。也就是系统在单位时间内能处理的最大的I/O频度；通常，OLTP（Online Transaction Processing）应用涉及更多的频繁读写，就需要更多的考虑IOPS；

传统磁盘本质上是一种机械装置，转速通常为5400/7200/10K/15K rpm不等。

磁盘完成一个I/O请求所花费的时间，由寻道时间、旋转延迟和数据传输时间三部分构成。寻道时间Tseek是指将磁头移动至正确的磁道上所需要的时间，其平均值一般在3~15ms。旋转延迟Trotation是指盘片旋转将请求数据所在扇区移至读写磁头下方所需要的时间，取决于磁盘转速，通常使用磁盘旋转一周所需时间的1/2表示，如，7200 rpm磁盘平均旋转延迟大约为60*1000/7200/2 = 4.17ms。数据传输时间Ttransfer是指传输所请求数据所需要的时间，它取决于数据传输率，目前IDE/ATA能达到133MB/s，SATA II可达到300MB/s的数据传输率。相对于寻道时间Tseek和旋转延迟Trotation，数据传输时间Ttransfer所占的比例往往是非常小的（取决于每次传输的数据量的大小，数据量大，则比例高，数据量小，则比例低）。

IOPS与读写负载特征息息相关。如果为顺序读写，则两次顺序读写之间的寻道时间和旋转时间可以忽略，因此顺序读写iops往往远大于随机读写iops。除此之外，iops也与存储的缓存、阵列的结构等有关。理论上可以计算出磁盘的最大随机IOPS，即IOPS = 1000 ms/ (Tseek + Troatation)，其值一般在100~200之间。

在磁盘阵列系统中，磁盘数量越多，IOPS值越大（几乎呈线性增长）。而且，在同样的配置下，IOPS值随磁盘中数据量的增加而下降。下图为常用磁盘的IOPS列表，参考自维基百科：

IOPS的数值会随系统配置而有很大的不同，依测试者在测试时的控制变因而异，控制变因包括读取及写入的比例、其中循序访问及随机存取的比例及配置方式、线程数量及访问队列深度，以及数据区块的大小。其他因素也会影响IOPS的结果，例如系统设置、存储设备的驱动程序，操作系统后台运作的作业等。若在测试固态硬盘时，是否先进性预调（preconditioning）机制也会IOPS的结果。

引申下，衡量存储性能的指标 SAN和NAS存储一般都具备两个评价指标：IOPS和带宽（throughput），两个指标呼吸那个独立又相互关联。I

（1）IOPS与带宽有什么区别？

每次IO就是一次操作，比如读从哪开始的多少扇区的数据，这就是一次IO。每次IO请求的数据量乘以IOPS，就等于带宽。

（2）存储阵列以哪个参数为性能指标看客户端对存储的需求了，有些要求高带宽比如视频编辑，有些则要求高IOPS吞吐能力比如一些小块离散的IO。前者虽然达到高带宽但IOPS可能较低，因为每个IO请求的数据量很大，后者IOPS高但是可能带宽较低。因为每次IO请求的数据量小。

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