| Device | Type | IOPS |
|---|---|---|
| 7,200 rpm SATA drives | HDD | ~75-100 IOPS[2] |
| 10,000 rpm SATA drives | HDD | ~125-150 IOPS[2] |
| 10,000 rpm SAS drives | HDD | ~140 IOPS [2] |
| 15,000 rpm SAS drives | HDD | ~175-210 IOPS [2] |
| RAID level | Read | Write |
|---|---|---|
| RAID 0 | 1 | 1 |
| RAID 1 and 10 | 1 | 2 |
| RAID 5 | 1 | 4 |
| RAID 6 | 1 | 6 |
假设你有10个驱动器，每个驱动器的IOPS为150,那么总的IOPS为1500
如果使用raid5的话可以得到1500个读IOPS,375个写IOPS.
如何监控读写操作的IOPS?
使用windows自带的perfmon监控如下值：
逻辑/物理磁盘的Avg.Disk read/sec,Avg.Disk write/sec.
还有Disk Transfers/sec.Disk Transfers/sec是读写IOPS的综合
磁盘响应时间(Disk Response Time)条目
1.Avg. Disk sec/Transfer：显示了存储端处理的每个IO的平均时间。
2.Avg. Disk sec/Read：显示了存储端处理的每个读IO的平均时间。
3.Avg. Disk sec/Write：显示了存储端处理的每个写IO的平均时间。
上述条目显示的单位都是毫秒ms
IOPS条目
1.Disk Transfers/sec：显示了磁盘上的IOPS总数，直观的显示了说对应LUN上的每秒IO的吞吐量。
2.Disk Reads/sec：显示了磁盘每秒的读IO数量。
3.Disk Writes/sec：显示了磁盘每秒的写IO数量。
Throughput(MB/s)条目：
1.Disk Bytes/sec：显示了磁盘上的总的数据传输量，单位为Byte。
2.Disk Read Bytes/sec：显示了磁盘上读数据的传输量。
3.Disk Write Bytes/sec：显示了磁盘上写数据的传输量。
读写百分比
% idle time 、%disk time、%disk read time、% disk write time这几个值显示磁盘处于做读写状态的百分比。理论上，disk time%这个值应该小于100%，否则则说明磁盘处于极度繁忙状态，或存在性能问题。
队列条目
Avg. Disk Queue Length、Avg. disk read queue length、Avg. disk write queue length、Current Disk Queue Length这几个值显示了磁盘队列长度的相关信息。所谓Disk Queue也就是服务器端发出的存储操作正在等待被存储处理的请求数目。例如有一个应用发出一条读请求，但是目标磁盘当时正在处理其他任务。那么这个新的读请求就会被放在磁盘队列里。这时候磁盘队列的值就是1。理论上讲，Current Disk Queue Length的这个值不应该长时间地大于2。Avg. Disk Queue Length的值也是，如果看到采样期间，平均的Queue Length大于1，则说明在采样的某段时间存储无法完全响应应用端说发出的IO请求的。
|
参数 |
描述 |
值 |
|
磁盘转速 |
这个参数直接影响磁盘能够从正确的扇区读取数据的快慢 |
15,000 RPM: 150 随机 IOPS 10,000 RPM: 110 随机 IOPS 5,400 RPM: 50 随机 IOPS |
|
Read/Write |
IOPS 可以分解为读和写操作。不同的进程对读写的密集程度不一。读、写比例影响总IOPS |
|
|
RAID 级别 |
RAID 配置会由于不同类型的冗余影响实际写的数量。写惩罚会影响总IOPS |
RAID 0: 无RAID 惩罚 RAID 1: penalty of 2 RAID 10: Penalty of 2 RAID 5 (4 disks): Penalty of 4 RAID 5 (5 disks): Penalty of 5 |
|
桌面 生命周期 |
每个桌面有6种状态，每个阶段对存储子系统都有不同的影响. |
启动: 26 IOPS 登录: 14 IOPS 工作:
空闲: 4 IOPS |
根据这6种不同的虚拟桌面状态可以帮助架构师基于每服务器计算IOPS需求和完整的虚拟桌面基础架构.公式如下 ：
总原生 IOPS=磁盘转速 IOPS * 磁盘数目
举例而言： 假设我们有8 块72G 的15,000 转 SCSI3 驱动，并按照RAID 10 配置。那么，这个存储系统总共会产生720 个功能性IOPS,计算公式如下：
功能性 IOPS=(((总原生 IOPS×写 %))/(RAID 惩罚))+(总原生IOPS×读 %)
总原生 IOPS=150×8=1200
功能性IOPS=(((1200× .8))/2)+(1200×.2)= 720
如果是MCS, 功能性IOPS =(1200*0.5)/2+ 1200*0.5=900
这个计算会帮助确定当所有的桌面执行同样行为时候的可能性，当然，不是所有的情况都适合。实际上，在不同的hypervisor 上，不同的虚拟机状态可能是不一样的。因此，作为一个架构师来说，你需要根据不同桌面的综合体验来计算不同的服务器需求。根据计算，很有可能你都会发现可能你根本不需要SAN，使用本地硬盘就足够了！
浅谈RAID写惩罚（Write Penalty）与IOPS计算
作者：dostor出处：博客2013-08-27 08:41
介绍
通常在讨论不同RAID保护类型的性能的时候，结论都会是RAID-1提供比较好的读写性能，RAID-5读性能不错，但是写入性能就不如RAID-1，RAID-6保护级别更高，但写性能相对更加差，RAID10是提供最好的性能和数据保护，不过成本最高等等。其实决定这些性能考虑的因素很简单，它就是RAID Write Penalty(写惩罚)。本文从原理上解释了不同RAID保护级别的写惩罚，以及通过写惩罚计算可用IOPS的方法。
更多信息
RAID-5 Write Penalty的例子:
存储方案规划的过程中，最基本的考虑因素有两个，性能和容量。性能上的计算看可以分为IOPS和带宽需求。计算IOPS，抛开存储阵列的缓存和前端口不谈。计算后端物理磁盘的IOPS不能简单的把物理磁盘的最大IOPS相加而获得。原因是，对于不同的RAID级别，为了保证当有物理磁盘损坏的情况下可以恢复数据，数据写入的过程中都需要有一些特别的计算。比如对于RAID-5，条带上的任意磁盘上的数据改变，都会重新计算校验位。如下图所示，一个7+1的RAID-5的条带中，七个磁盘存储数据，最后一个磁盘存储校验位。
对于一个数据的写入，我们假设在第五个磁盘上写入的数据为1111，如下图所示。那么整个RAID-5需要完成写入的过程分为以下几步：
1.读取原数据0110，然后与新的数据1111做XOR操作： 0110 XOR 1111 = 1001
2.读取原有的校验位0010
3.用第一步算出的数值与原校验位再做一次XOR操作： 0010 XOR 1001 = 1011
4.然后将1111新数据写入到数据磁盘，将第三步计算出来的新的校验位写入校验盘。
由上述几个步骤可见，对于任何一次写入，在存储端，需要分别进行两次读+两次写，所以说RAID-5的Write Penalty的值是4。
不同RAID级别的Write Penalty：
下表列出了各种RAID级别的Write Penalty值：
RAID-0：直接的条带，数据每次写入对应物理磁盘上的一次写入
RAID-1和10：RAID-1 和RAID-10的写惩罚很简单理解，因为数据的镜像存在的，所以一次写入会有两次。
RAID-5：RAID-5由于要计算校验位的机制存在，需要读数据、读校验位、写数据、写校验位四个步骤，所以RAID-5的写惩罚值是4。
RAID-6：RAID-6由于有两个校验位的存在，与RAID-5相比，需要读取两次校验位和写入两次校验位，所以RAID-6的写惩罚值是6。
计算IOPS:
根据上文的描述，在实际存储方案设计的过程中，计算实际可用IOPS的过程中必须纳入RAID的写惩罚计算。计算的公式如下：
物理磁盘总的IOPS = 物理磁盘的IOPS × 磁盘数目
可用的IOPS = (物理磁盘总的IOPS × 写百分比 ÷ RAID写惩罚) + (物理磁盘总的IOPS × 读百分比)
假设组成RAID-5的物理磁盘总共可以提供500 IOPS，使用该存储的应用程序读写比例是50%/50%，那么对于前端主机而言，实际可用的IOPS是：
(500 ×50% ÷ 4)+ ( 500 * 50%) = 312.5 IOPS
通常当数据库管理员提出需要更多存储空间的时候，他们还会指定必须要达到多少IOPS。现在有这样一个需求，20TB存储空间同时满足4500 IOPS+RAID 5，我应该如何计算？RAID 5或者RAID 1/0的时候分别需要多少块硬盘？
首先需要知道I/O中读操作(Read)与写操作(Write)所占的百分比。然后通过下列公式，将主机的IOPS需求转换成硬盘实际IOPS负载：
| RAID类型 | 公式 |
|---|---|
| RAID 5和3 | Drive IOPS = Read IOPS + 4*Write IOPS |
| RAID 6 | Drive IOPS = Read IOPS + 6*Write IOPS |
| RAID 1和1/0 | Drive IOPS = Read IOPS + 2*Write IOPS |
假定4500 IOPS中读/写比是2:1，则不同RAID类型Drive IOPS要求分别如下：
RAID 1/0: (2/3)*4500 + 2*(1/3)*4500 = 6000 IOPS
RAID 5: (2/3)*4500 + 4*(1/3)*4500 = 9000 IOPS
RAID 6: (2/3)*4500 + 6*(1/3)*4500 = 12000 IOPS
再参照下表中不同类型硬盘单块IOPS参数，得出需要多少块硬盘：
| 硬盘类型 | IOPS |
|---|---|
| Fibre Channel 15k rpm | 180 |
| SAS 15k rpm | 180 |
| Fibre Channel 10k rpm | 140 |
| SATA 7.2k rpm | 80 |
| SATA 5.4k rpm | 40 |
| Flash drive | 2500 |
假定选用FC 15K RPM硬盘，则：
RAID 1/0: 6000/180 = 34 块
RAID 5: 9000/180 = 50 块
RAID 6: 12000/180 = 67 块
注：实际情况下还需考虑Vault Drivers (共5块)以及Hot Spares (建议每30块硬盘一个)。
最后，如果选用600GB FC硬盘来实现20TB可用空间，则RAID 1/0需要78块，RAID 5需要42块。