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跟踪IO系列

blktrace命令

语法

blktrace -d dev [ -r debugfs_path ] [ -o output ] [-k ] [ -w time ] [ -a action ] [ -A action_mask ] [ -v ]

命令选项

blktrace是一个块层IO跟踪命令

$ blktrace -help
-d <dev>             | --dev=<dev>   填写一个跟踪的磁盘,必填选项
[ -r <debugfs path>  | --relay=<debugfs path> ]   指定debugfs的挂载路径
[ -o <file>          | --output=<file>]  输出的文件叫什么,默认值为 device.blktrace.cpu。 -o - 可以把输出打印屏幕上
[ -D <dir>           | --output-dir=<dir>  输出的目录
[ -w <time>          | --stopwatch=<time>] 跟踪的时长,默认单位为秒
[ -a <action field>  | --act-mask=<action field>]   跟踪哪种磁盘行为
[ -A <action mask>   | --set-mask=<action mask>]    通过16位掩码设置跟踪哪种磁盘行为
[ -b <size>          | --buffer-size]   缓存区的大小,默认为512KB,默认单位为K
[ -n <number>        | --num-sub-buffers=<number>]  默认缓存区的个数,默认为4个
[ -l                 | --listen]  开启监听(blktrace服务器模式)
[ -h <hostname>      | --host=<hostname>] 客户端模式,要链接哪个主机上
[ -p <port number>   | --port=<port number>]  网络模式要使用哪个端口默认为8462
[ -s                 | --no-sendfile]  在网络客户端模式下,不使用sendfile()系统调用来传输数据
[ -I <devs file>     | --input-devs=<devs file>]  输入文件,将文件作为设置
[ -v <version>       | --version] 打印版本
[ -V <version>       | --version] 打印版本
        -d Use specified device. May also be given last after options  跟踪一个设备,可以放在最后
        -r Path to mounted debugfs, defaults to /sys/kernel/debug  指定debugfs的挂载路径,默认指向/sys/kernel/debug 
        -o File(s) to send output to  要输出发送到哪个文件中
        -D Directory to prepend to output file names  输出文件在哪个目录中
        -w Stop after defined time, in seconds  要跟踪多少秒
        -a Only trace specified actions. See documentation  仅仅跟踪一个磁盘行为 可以添加多个-a
        -A Give trace mask as a single value. See documentation 通过16位掩码设置跟踪哪种磁盘行为
        -b Sub buffer size in KiB (default 512)  缓冲区大小,默认为512K,单位为K
        -n Number of sub buffers (default 4)  缓冲区个数,默认为4个
        -l Run in network listen mode (blktrace server)  运行blktrace为服务端模式,打开监听
        -h Run in network client mode, connecting to the given host 运行blktrace为客户端模式,-h后面加服务端的主机IP地址
        -p Network port to use (default 8462)   网络模式的端口,默认为8462
        -s Make the network client NOT use sendfile() to transfer data  网络模式下发送数据不使用sendfile()系统调用
        -I Add devices found in <devs file>  在文件中查找设备(不知道什么意思)
        -v Print program version info  打印版本信息
        -V Print program version info  打印版本信息

一些详细的解释

-a 可以添加作为过滤的选项

barrier: barrier attribute
complete: completed by driver
fs: requests
issue: issued to driver
pc: packet command events
queue: queue operations
read: read traces
requeue: requeue operations
sync: synchronous attribute
write: write traces
notify: trace messages
drv_data: additional driver specific trace

blktrace区分两种类型的块层请求,文件系统和SCSI命令。前者称为fs请求,后者称为pc请求。文件系统请求是正常的读/写操作,即以给定大小从特定磁盘位置进行任何类型的读或写操作。这些请求通常来自用户进程,但也可能由vm将脏数据刷新到磁盘或文件系统将超级或日志块同步到磁盘来启动。pc请求是SCSI命令。blktrace将命令数据块作为有效载荷发送,以便blkparse可以对其进行解码。

举例

要跟踪设备/dev/sda上的 I/O 并将输出解析为人类可读的形式,请使用以下命令:

$ blktrace -d /dev/sda -o - |blkparse -i -

blkparse命令

语法

blkparse [选项]

命令选项

$ blkparse
Usage: blkparse 

-i <file>           | --input=<file>   必填选项,选定blktrace的输出文件
[ -a <action field> | --act-mask=<action field> ]  过滤查看哪种IO类型
[ -A <action mask>  | --set-mask=<action mask> ] 通过16位掩码设置过滤哪种磁盘行为
[ -b <traces>       | --batch=<traces> ]  标准输入读取
[ -d <file>         | --dump-binary=<file> ]  二进制输出文件
[ -D <dir>          | --input-directory=<dir> ] blktrace的输出文件的目录
[ -f <format>       | --format=<format> ] 输出的格式,可以自定义输出哪些列
[ -F <spec>         | --format-spec=<spec> ]  格式规范,可以自定义
[ -h                | --hash-by-name ] 按名字进行hash
[ -o <file>         | --output=<file> ]  输出文件
[ -O                | --no-text-output ] 无文本输出
[ -q                | --quiet ] 静默输出
[ -s                | --per-program-stats ] 每个程序的统计信息
[ -t                | --track-ios ] 将告诉您请求排队、调度和完成所需的时间
[ -w <time>         | --stopwatch=<time> ] 仅分析给定时间间隔之间的数据(以秒为单位),如果未给定“start”,blkparse默认开始时间为0
[ -M                | --no-msgs  不将消息输出到二进制文件
[ -v                | --verbose ] 详细输出
[ -V                | --version ] 输出版本

        -a 过滤查看哪种IO类型
        -A 通过16位掩码设置过滤哪种磁盘行为
        -b 标准输入读取
        -d 二进制输出文件
        -D blktrace的输出文件的目录
        -f 输出的格式,可以自定义输出哪些列
        -F 格式规范,可以自定义
        -h 按进程名字排序而不是pid
        -i 必填选项,选定blktrace的输出文件, 或者加 - 跟blktrace命令行输出
        -o 输出文件。如果未给出,则输出为标准输出
        -O 无文本输出
        -q 静默输出
        -s 显示每个程序的io统计信息
        -t 将告诉您请求排队、调度和完成所需的时间
        -w 仅分析给定时间间隔之间的数据(以秒为单位),如果未给定“start”,blkparse默认开始时间为0
        -M 不将消息输出到二进制文件
        -v 详细输出
        -V 输出版本
TRACE ACTIONS
       识别以下跟踪:
C -- 完成 之前发出的请求已经完成。输出将详细说明该请求的部门和大小,以及成功或失败的情况。  

D -- 发出 之前位于块层队列或 I/O 调度器中的请求已经发送给驱动程序。  

I -- 插入 请求正在发送到 I/O 调度器,添加到内部队列中,稍后由驱动程序服务。此时请求已完全形成。  

Q -- 排队 记录计划在指定位置排队 I/O。此时尚未有实际请求存在。  

B -- 弹回 附加到此 bio 的数据页无法通过硬件访问,必须弹回到较低的内存位置。这会导致 I/O 性能的大幅下降,因为数据必须在内核缓冲区之间复制/传输。通常通过使用更好的硬件(如更好的 I/O 控制器或具有 IOMMU 的平台)来解决此问题。  

M -- 后合并 之前插入的请求在此 I/O 开始的边界上,因此 I/O 调度器可以将它们合并在一起。  

F -- 前合并 与后合并相同,只是此 I/O 在之前插入的请求开始处结束。  

M -- 前或后合并 上述任一合并。  

G -- 获取请求 要发送任何类型的请求到块设备,首先必须分配一个请求容器结构。  

S -- 睡眠 没有可用的请求结构,因此发出请求的方必须等待一个请求结构被释放。  

P -- 插入 当 I/O 被排队到一个先前为空的块设备队列时,Linux 会插入该队列,以便在数据被需要之前预期将来会有更多 I/O 被添加。  

U -- 弹出 当设备中已经排队了一些请求数据时,开始将请求发送给驱动程序。如果超时周期已过(见下文)或队列中已添加了多个请求,这通常会自动发生。  

T -- 由于定时器弹出 如果排队的 I/O 在插入队列后没有被请求,Linux 将在定义的时间段后自动弹出它。  

X -- 拆分 在 RAID 或设备映射器设置中,传入的 I/O 可能跨越一个设备或内部区域,需要将其分割成更小的部分进行服务。这可能表示由于 RAID/dm 设备设置不当而导致的性能问题,但也可能只是正常的边界条件。  
dm 在这方面特别糟糕,通常会克隆大量的 I/O。  

A -- 重映射 对于堆叠设备,传入的 I/O 会被重新映射到其下的设备。重映射动作将详细说明到底重映射了什么到什么设备。
输出说明
       blkparse的输出可以针对特定用途进行定制,特别是为了简化输出解析,和/或将输出字段限制为用户希望看到的字段。可输出的字段数据包括:

       a   Action, a (small) string (1 or 2 characters) -- see table below for more details

       c   CPU id

       C   Command

       d   RWBS field, a (small) string (1-3 characters)  -- see section below for more details

       D   7-character string containing the major and minor numbers of the event's device (separated by a comma).

       e   Error value

       m   Minor number of event's device.

       M   Major number of event's device.

       n   Number of blocks

       N   Number of bytes

       p   Process ID

       P   Display packet data -- series of hexadecimal values

       s   Sequence numbers

       S   Sector number

       t   Time stamp (nanoseconds)

       T   Time stamp (seconds)

       u   Elapsed value in microseconds (-t command line option)

       U   Payload unsigned integer

       注意,用户可以选择指定字段显示宽度,也可以选择左对齐说明符。它们位于字段说明符之前,后跟“%”字符,后跟可选的左对齐说明符(-),后跟宽度(十进制数),然后是字段。

            因此,要在左对齐的12个字符字段中指定命令:  -f "%-12C"

指定每列输出
%  blkparse -f "%a %c %C %d  %n %p  %s %S %t  \n" -i myvda
"%a输出列中每个字母的含义

       A      IO was remapped to a different device

       B      IO bounced

       C      IO completion

       D      IO issued to driver

       F      IO front merged with request on queue

       G      Get request

       I      IO inserted onto request queue

       M      IO back merged with request on queue

       P      Plug request

       Q      IO handled by request queue code

       S      Sleep request

       T      Unplug due to timeout

       U      Unplug request

       X      Split
%d 输出列中每个字母的含义
这是一个小字符串,至少包含一个字符(“R”表示读取,“W”表示写入,“D”表示块丢弃操作),以及可选的“B”(表示屏障操作)或“S”(表示同步操作)。
默认输出
标准标题包含下列标题:
           "%D %2c %8s %5T.%9t %5p %2a %3d"

btt命令

语法

btt [选项]

命令选项

[ -a               | --seek-absolute ]  
[ -A               | --all-data ] 通常,btt不会打印有关每个进程和每个设备数据的详细信息。如果需要该详细级别,可以指定此选项。
[ -B <output name> | --dump-blocknos=<output name> ] 此选项将以指定的输出名称为前缀向三个文件输出绝对块号
[ -d <seconds>     | --range-delta=<seconds> ] btt输出一个包含Q和C活动的文件,活动跟踪的概念简单地意味着在彼此的某个时间段内存在Q或C跟踪。默认值为0.1秒;该选项允许您更改粒度。值越小,提供的数据点越多。
[ -D <dev;...>     | --devices=<dev;...> ] 通常,btt将为在分析的跟踪中检测到的所有设备生成数据。使用此选项,可以将分析减少到传递给此选项的字符串中提供的一个或多个设备
[ -e <exe,...>     | --exes=<exe,...>  ] -e选项提供将分析I/O的可执行文件列表。
[ -h               | --help ] 打印此帮助
[ -i <input name>  | --input-file=<input name> ] 指定输入文件
[ -I <output name> | --iostat=<output name> ] -I选项指示btt将类似iostat的数据输出到指定的文件。有关数据列的详细信息,请参阅iostat(sysstat)文档。
[ -l <output name> | --d2c-latencies=<output name> ] -l选项允许分别输出每个IO D2C延迟。提供的参数为每个设备的输出名称提供了基础。
[ -L <freq>        | --periodic-latencies=<freq> ]  -L选项允许输出Q2C和D2C延迟的周期性延迟信息。指定的频率将调节输出平均延迟的频率——表示秒的浮点值。
[ -m <output name> | --seeks-per-second=<output name> ]  触发btt以输出每秒寻道信息。第一列将包含时间值(秒),第二列将指示此时每秒的寻道次数。
[ -M <dev map>     | --dev-maps=<dev map>
[ -o <output name> | --output-file=<output name> ] 指定输出文件名。
[ -p <output name> | --per-io-dump=<output name> ] -p选项将生成一个包含所有IO“序列”列表的文件,显示每个IO的部分(Q、a、I/M、D和C)。
[ -P <output name> | --per-io-trees=<output name> ]  -P选项将生成一个包含所有IO“序列”列表的文件,仅显示Q、D和C操作时间。D&C时间值与Q时间值用竖条隔开。
[ -q <output name> | --q2c-latencies=<output name> ] -q选项允许分别输出每个IO Q2C延迟。提供的参数为每个设备的输出名称提供了基础。
[ -Q <output name> | --active-queue-depth=<output name> ]  -Q选项允许输出显示时间戳和活动命令深度(已发出但尚未完成的命令)的数据文件。
[ -r               | --no-remaps ] 忽略重映射跟踪;较旧的内核没有实现完整的重映射PDU。
[ -s <output name> | --seeks=<output name> ] -s选项指示btt输出搜索数据,提供的参数是文件名输出的基础。每个设备有两个文件,读查找和写查找。
[ -S <interval>    | --iostat-interval=<interval> ] -S选项指定数据输出之间使用的间隔,默认为每秒一次。
[ -t <sec>         | --time-start=<sec> ] 分析的开始时间
[ -T <sec>         | --time-end=<sec> ]  分析的结束时间
[ -u <output name> | --unplug-hist=<output name> ]  输出直方图
[ -V               | --version ] 版本信息
[ -v               | --verbose ] 详细信息
[ -X               | --easy-parse-avgs ] 以易于解析的形式提供数据,并将其写入带有.avg exentsion的文件
[ -z <output name> | --q2d-latencies=<output name> ]  -z选项允许分别输出每个IO Q2D延迟。提供的参数为每个设备的输出名称提供了基础。
[ -Z               | --do-active -Z将输出包含数据的文件,这些数据可以绘制为显示每个设备(和整个系统)的I/O活动。

追踪vda磁盘10秒钟,指定目录到mydata,文件名为myvda,blkparse 指定输入myvda ,输出二进制报告在myvdabin中,btt 输入二进制报告myvdabin,输出iostat信息在iostatreport中,报告打印在屏幕上

[root@VM-0-16-centos blk]# blktrace -d /dev/vda -w 10 -D mydata -o myvda
=== vda ===
  CPU  0:                  391 events,       19 KiB data
  CPU  1:                  246 events,       12 KiB data
  CPU  2:                    0 events,        0 KiB data
  CPU  3:                   17 events,        1 KiB data
  Total:                   654 events (dropped 0),       31 KiB data
[root@VM-0-16-centos blk]# ls
mydata
[root@VM-0-16-centos blk]# cd mydata/
[root@VM-0-16-centos mydata]# ls
myvda.blktrace.0  myvda.blktrace.1  myvda.blktrace.2  myvda.blktrace.3
[root@VM-0-16-centos mydata]#  blkparse -i myvda -d myvdabin 
Input file myvda.blktrace.0 added
Input file myvda.blktrace.1 added
Input file myvda.blktrace.2 added
253,0    0        1     0.000000000 31360  A  WS 18285248 + 8 <- (253,1) 18283200
253,0    0        2     0.000002963 31360  Q  WS 18285248 + 8 [barad_agent]
253,0    0        3     0.000005948 31360  G  WS 18285248 + 8 [barad_agent]
253,0    0        4     0.000008960 31360  P   N [barad_agent]
253,0    0        5     0.000011457 31360 UT   N [barad_agent] 1
253,0    0        6     0.000012926 31360  I  WS 18285248 + 8 [barad_agent]
253,0    0        7     0.000016476 31360  D  WS 18285248 + 8 [barad_agent]
253,0    0        8     0.000910827     0  C  WS 18285248 + 8 [0]
253,0    1        1     0.000960226   291  A  WS 7928704 + 8 <- (253,1) 7926656
253,0    1        2     0.000961174   291  Q  WS 7928704 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1        3     0.000962002   291  G  WS 7928704 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1        4     0.000963025   291  P   N [jbd2/vda1-8]
253,0    1        5     0.000963520   291  A  WS 7928712 + 8 <- (253,1) 7926664
253,0    1        6     0.000963743   291  Q  WS 7928712 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1        7     0.000964425   291  M  WS 7928712 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1        8     0.000964942   291  A  WS 7928720 + 8 <- (253,1) 7926672
253,0    1        9     0.000965136   291  Q  WS 7928720 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       10     0.000965273   291  M  WS 7928720 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       11     0.000965616   291  A  WS 7928728 + 8 <- (253,1) 7926680
253,0    1       12     0.000965733   291  Q  WS 7928728 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       13     0.000965867   291  M  WS 7928728 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       14     0.000966134   291  A  WS 7928736 + 8 <- (253,1) 7926688
253,0    1       15     0.000966253   291  Q  WS 7928736 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       16     0.000966385   291  M  WS 7928736 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       17     0.000966664   291  A  WS 7928744 + 8 <- (253,1) 7926696
253,0    1       18     0.000966781   291  Q  WS 7928744 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       19     0.000966910   291  M  WS 7928744 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       20     0.000967197   291  A  WS 7928752 + 8 <- (253,1) 7926704
253,0    1       21     0.000967316   291  Q  WS 7928752 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       22     0.000967450   291  M  WS 7928752 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       23     0.000967645   291  A  WS 7928760 + 8 <- (253,1) 7926712
253,0    1       24     0.000967763   291  Q  WS 7928760 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       25     0.000967894   291  M  WS 7928760 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       26     0.000968162   291  A  WS 7928768 + 8 <- (253,1) 7926720
253,0    1       27     0.000968281   291  Q  WS 7928768 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       28     0.000968411   291  M  WS 7928768 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1       29     0.000968771   291  A  WS 7928776 + 8 <- (253,1) 7926728
253,0    1       30     0.000968894   291  Q  WS 7928776 + 8 [jbd2/vda1-8]
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253,0    1      224     0.629619700   291  M  WS 7929440 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1      225     0.629619977   291  A  WS 7929448 + 8 <- (253,1) 7927400
253,0    1      226     0.629620095   291  Q  WS 7929448 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1      227     0.629620227   291  M  WS 7929448 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1      228     0.629620500   291  A  WS 7929456 + 8 <- (253,1) 7927408
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253,0    1      230     0.629620747   291  M  WS 7929456 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    1      231     0.629620940   291  A  WS 7929464 + 8 <- (253,1) 7927416
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253,0    0      367     7.236045709   291  A  WS 7929688 + 8 <- (253,1) 7927640
253,0    0      368     7.236046036   291  Q  WS 7929688 + 8 [jbd2/vda1-8]
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253,0    0      371     7.236058077   291  Q  WS 7929696 + 8 [jbd2/vda1-8]
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253,0    0      377     7.237682084   291  A FWFS 7929704 + 8 <- (253,1) 7927656
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253,0    0      390     7.239943049   291  M  WS 7929720 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    0      391     7.239943816   291 UT   N [jbd2/vda1-8] 1
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253,0    0      407     7.245802747   291  Q  WS 7929744 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    0      408     7.245803266   291  M  WS 7929744 + 8 [jbd2/vda1-8]
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253,0    0      415     7.246708677   291  G FWFS 7929752 + 8 [jbd2/vda1-8]
253,0    0      416     7.246814502   284  D  WS 7929752 + 8 [kworker/0:1H]
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Throughput (R/W): 0KiB/s / 88KiB/s
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Skips: 0 forward (0 -   0.0%)
[root@VM-0-16-centos mydata]# ls
myvdabin  myvda.blktrace.0  myvda.blktrace.1  myvda.blktrace.2  myvda.blktrace.3
[root@VM-0-16-centos mydata]# btt -I iostatreport  -i myvdabin
==================== All Devices ====================

            ALL           MIN           AVG           MAX           N
--------------- ------------- ------------- ------------- -----------
Q2Qdm             0.000000438   0.047675694   5.468759846         152
Q2Cdm             0.000631999   0.001516763   0.003607410         153

Q2G               0.000000160   0.000000786   0.000004391          55
G2I               0.000001009   0.000004959   0.000026337          38
Q2M               0.000000126   0.000000332   0.000011216          98
I2D               0.000000630   0.000002691   0.000017820          38
M2D               0.000001295   0.000008099   0.000024640          98
D2C               0.000630444   0.001496100   0.003603108         153

==================== Device Overhead ====================

       DEV |       Q2G       G2I       Q2M       I2D       D2C
---------- | --------- --------- --------- --------- ---------

==================== Device Merge Information ====================

       DEV |       #Q       #D   Ratio |   BLKmin   BLKavg   BLKmax    Total
---------- | -------- -------- ------- | -------- -------- -------- --------
 (253,  0) |      153       55     2.8 |        8       23      224     1280

==================== Device Q2Q Seek Information ====================

       DEV |          NSEEKS            MEAN          MEDIAN | MODE           
---------- | --------------- --------------- --------------- | ---------------
 (253,  0) |             153       3417216.7               0 | 0(116)
---------- | --------------- --------------- --------------- | ---------------
   Overall |          NSEEKS            MEAN          MEDIAN | MODE           
   Average |             153       3417216.7               0 | 0(116)

==================== Device D2D Seek Information ====================

       DEV |          NSEEKS            MEAN          MEDIAN | MODE           
---------- | --------------- --------------- --------------- | ---------------
 (253,  0) |              55       9506075.1               0 | 0(18)
---------- | --------------- --------------- --------------- | ---------------
   Overall |          NSEEKS            MEAN          MEDIAN | MODE           
   Average |              55       9506075.1               0 | 0(18)

==================== Plug Information ====================

       DEV |    # Plugs # Timer Us  | % Time Q Plugged
---------- | ---------- ----------  | ----------------
 (253,  0) |          0(        33) |   0.001672731%

       DEV |    IOs/Unp   IOs/Unp(to)
---------- | ----------   ----------
 (253,  0) |        0.0          1.2
---------- | ----------   ----------
   Overall |    IOs/Unp   IOs/Unp(to)
   Average |        0.0          1.2

==================== Active Requests At Q Information ====================

       DEV |  Avg Reqs @ Q
---------- | -------------

==================== I/O Active Period Information ====================

       DEV |     # Live      Avg. Act     Avg. !Act % Live
---------- | ---------- ------------- ------------- ------
 (253,  0) |         50   0.001091889   0.146797433   0.75
---------- | ---------- ------------- ------------- ------
 Total Sys |         50   0.001091889   0.146797433   0.75

# Total System
#     Total System : q activity
  0.000002963   0.0
  0.000002963   0.4
  0.041019970   0.4
  0.041019970   0.0
  0.628180716   0.0
  0.628180716   0.4
  0.631942881   0.4
  0.631942881   0.0
  6.100702727   0.0
  6.100702727   0.4
  6.102491627   0.4
  6.102491627   0.0
  7.234827666   0.0
  7.234827666   0.4
  7.246708418   0.4
  7.246708418   0.0

#     Total System : c activity
  0.000910827   0.5
  0.000910827   0.9
  0.042000051   0.9
  0.042000051   0.5
  0.629566828   0.5
  0.629566828   0.9
  0.632775420   0.9
  0.632775420   0.5
  6.102471460   0.5
  6.102471460   0.9
  6.103623307   0.9
  6.103623307   0.5
  7.235957452   0.5
  7.235957452   0.9
  7.247668647   0.9
  7.247668647   0.5

# Per process
#        YDService : q activity
  7.234827666   1.0
  7.234827666   1.4
  7.242140532   1.4
  7.242140532   1.0

#        YDService : c activity

#           auditd : q activity
  0.628180716   2.0
  0.628180716   2.4
  0.628180716   2.4
  0.628180716   2.0

#           auditd : c activity

#      barad_agent : q activity
  0.000002963   3.0
  0.000002963   3.4
  0.039442111   3.4
  0.039442111   3.0

#      barad_agent : c activity

#             jbd2 : q activity
  0.000961174   4.0
  0.000961174   4.4
  0.041019970   4.4
  0.041019970   4.0
  0.629608842   4.0
  0.629608842   4.4
  0.631942881   4.4
  0.631942881   4.0
  6.100702727   4.0
  6.100702727   4.4
  6.102491627   4.4
  6.102491627   4.0
  7.236032272   4.0
  7.236032272   4.4
  7.246708418   4.4
  7.246708418   4.0

#             jbd2 : c activity

#           kernel : q activity

#           kernel : c activity
  0.000910827   5.5
  0.000910827   5.9
  0.042000051   5.9
  0.042000051   5.5
  0.629566828   5.5
  0.629566828   5.9
  0.632775420   5.9
  0.632775420   5.5
  6.102471460   5.5
  6.102471460   5.9
  6.103623307   5.9
  6.103623307   5.5
  7.235957452   5.5
  7.235957452   5.9
  7.247668647   5.9
  7.247668647   5.5

  [root@VM-0-16-centos mydata]# cat iostatreport 
Device:       rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rsec/s    wsec/s     rkB/s     wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await   svctm  %util   Stamp
(253,  0)       0.00    12.46    0.00    7.21      0.00    162.60      0.00     81.30    22.55   -74.00    1.40    4.12  10.37    6.10

(253,  0)       0.00     8.82    0.00    1.76      0.00     84.65      0.00     42.32    48.00   -85.98    1.61   10.23   0.26    7.23


Device:       rrqm/s   wrqm/s     r/s     w/s    rsec/s    wsec/s     rkB/s     wkB/s avgrq-sz avgqu-sz   await   svctm  %util   Stamp
(253,  0)       0.00    13.52    0.00    7.59      0.00    176.61      0.00     88.30    23.27   -75.91    1.40    4.22   8.95   TOTAL

这个 blkparse 输出显示了对块设备(是 /dev/vda)的 I/O 操作的追踪结果。逐行分析这些输出

253,0    0        1     0.000000000 31360  A  WS 18285248 + 8 <- (253,1) 18283200
253,0    0        2     0.000002963 31360  Q  WS 18285248 + 8 [barad_agent]
253,0    0        3     0.000005948 31360  G  WS 18285248 + 8 [barad_agent]
253,0    0        4     0.000008960 31360  P   N [barad_agent]
253,0    0        5     0.000011457 31360 UT   N [barad_agent] 1
253,0    0        6     0.000012926 31360  I  WS 18285248 + 8 [barad_agent]
253,0    0        7     0.000016476 31360  D  WS 18285248 + 8 [barad_agent]
253,0    0        8     0.000910827     0  C  WS 18285248 + 8 [0]

每一行代表一次 I/O 操作。字段的含义如下:

1. 设备号和队列号

  • 253,0:设备号。在这里,253 是设备的主设备号,0 是设备的从设备号,表示 /dev/vda
  • 31360:是 I/O 请求的进程 ID。

2. 事件编号

  • 1, 2, 3, ..., 8:这是该行输出的事件编号,每个事件编号代表一次块设备的 I/O 操作。

3. 时间戳

  • 0.0000000000.0000029630.000005948 等:这是该事件发生的时间戳(单位为秒),相对于 blktrace 追踪的开始时间。

4. **操作类型、

这些是不同的操作类型,表示块设备的不同 I/O 操作。常见的操作类型包括:

  • A:请求添加(Add)
  • Q:请求排队(Queue)
  • G:请求获取(Get)
  • P:请求处理(Process)
  • UT:请求完成的未处理(Unprocessed)
  • I:请求完成(Interrupt)
  • D:请求完成(Dispatch)
  • C:请求完成(Complete)

  • 在这条输出中,我们可以看到不同操作的状态,例如 A(添加),Q(排队),D(分派),C(完成)。

5. 请求大小和偏移量

  • WS 18285248 + 8:表示请求的操作类型(WS 是写操作,18285248 是操作的偏移量,8 是请求的大小)。这表示写操作将数据写入偏移量为 18285248 的位置,数据大小为 8 字节。

这表示设备上的块请求。WS 表示写操作,18285248 + 8 表示请求大小。

6. 进程信息

  • [barad_agent]:这是执行该 I/O 操作的进程名称。在这个例子中,barad_agent 是操作的进程。

7. I/O 目标设备

  • <- (253,1) 18283200:这表示该操作是来自另一个设备的 I/O 请求。这是源设备和偏移量。253,1 表示一个不同的块设备(可能是 /dev/vdb)和 18283200 是设备上的偏移量。

解释各行:

  • 行 1
253,0    0        1     0.000000000 31360  A  WS 18285248 + 8 <- (253,1) 18283200

这是一个 I/O 请求,设备 253,0(可能是 /dev/vda)发起了一个写操作(WS),写入偏移量 18285248,请求大小为 8 字节。它从设备 253,1(可能是 /dev/vdb)上获取了数据。

  • 行 2
253,0    0        2     0.000002963 31360  Q  WS 18285248 + 8 [barad_agent]

这是队列操作,barad_agent 进程将请求添加到队列中。

  • 行 3
253,0    0        3     0.000005948 31360  G  WS 18285248 + 8 [barad_agent]

这是获取请求的操作,barad_agent 进程获取请求并准备执行。

  • 行 4
253,0    0        4     0.000008960 31360  P   N [barad_agent]

这是处理请求的操作,barad_agent 进程处理该请求。

  • 行 5
253,0    0        5     0.000011457 31360 UT   N [barad_agent] 1

这是请求完成时未处理的状态。

  • 行 6
253,0    0        6     0.000012926 31360  I  WS 18285248 + 8 [barad_agent]

这是中断操作,表示该请求的 I/O 完成。

  • 行 7
253,0    0        7     0.000016476 31360  D  WS 18285248 + 8 [barad_agent]

这是分派操作,表示请求已被分配给设备并开始执行。

  • 行 8
253,0    0        8     0.000910827     0  C  WS 18285248 + 8 [0]

这是完成操作,表示请求已完成。

这些输出表明,设备 /dev/vda 上正在进行一系列的块设备 I/O 操作。每个请求从发起到完成都经历了多个步骤,包括排队、获取、处理、分派和完成。可以通过这些信息来分析磁盘 I/O 操作的时间、队列长度、请求大小等,进一步确定是否有 I/O 性能问题。如果你发现某些操作的延迟过高,或者排队时间过长,可能是磁盘存在性能瓶颈。

要判断 blktrace 中的 I/O 操作时间是否过长,主要关注每个 I/O 请求的 延迟时间。延迟时间是指从请求发起到完成的时间间隔。以下是几种方法来分析这些延迟,并判断是否存在性能问题:

1. 计算每个 I/O 操作的延迟时间

blktrace 输出中,每条记录的时间戳指示了该事件发生的时间点。例如,在你的输出中,我们可以看到事件的时间戳:

253,0    0        1     0.000000000 31360  A  WS 18285248 + 8 <- (253,1) 18283200
253,0    0        2     0.000002963 31360  Q  WS 18285248 + 8 [barad_agent]
253,0    0        3     0.000005948 31360  G  WS 18285248 + 8 [barad_agent]
253,0    0        4     0.000008960 31360  P   N [barad_agent]
253,0    0        5     0.000011457 31360 UT   N [barad_agent] 1
253,0    0        6     0.000012926 31360  I  WS 18285248 + 8 [barad_agent]
253,0    0        7     0.000016476 31360  D  WS 18285248 + 8 [barad_agent]
253,0    0        8     0.000910827     0  C  WS 18285248 + 8 [0]
  • 时间戳:每个事件前面的数字(例如 0.000000000, 0.000002963, 0.000005948)表示事件发生的时间,单位是秒。
  • 事件:每个事件标识符(例如 AQGPDC)代表不同的操作阶段。

如何计算延迟:

  1. 获取开始时间和结束时间: 通常,你需要关注 请求发起(A)请求完成(C) 事件。例如,假设请求的开始时间是 0.000000000,完成时间是 0.000910827

  2. 计算延迟: 你可以通过以下方式计算延迟:

延迟 = 完成时间 - 发起时间
延迟 = 0.000910827 - 0.000000000 = 0.000910827 秒

也就是说,该 I/O 请求的延迟时间为 0.000910827 秒

2. 分析延迟时间

  • 单个请求延迟:检查每个 I/O 操作的延迟。如果单个 I/O 请求的延迟时间超过了系统的预期或业务需求,那么就可以认为该请求的延迟过长。
  • 多个请求的延迟:如果你有大量的 I/O 操作,并且发现大部分操作的延迟都超过了一定的阈值(例如,1ms 或 10ms),那么系统可能存在性能瓶颈。

3. 查看延迟分布和平均值

如果你在使用 blktrace 进行大规模跟踪时,可以提取所有 I/O 操作的时间戳,并计算以下内容:

  • 平均延迟:所有 I/O 操作的平均延迟时间。如果平均延迟很高,可能是磁盘设备或存储系统存在瓶颈。
  • 最大延迟:最大延迟时间。如果某些 I/O 请求的延迟非常高,可能是由于某些突发负载或硬件故障导致的。
  • 延迟的标准差:标准差可以帮助你了解延迟的波动范围。如果标准差很大,说明 I/O 操作的延迟不稳定。

4. 设置延迟阈值

在生产环境中,你可以设置一个 延迟阈值,比如 1 毫秒、10 毫秒,或者根据你的应用需求设定一个合理的阈值。如果任何 I/O 操作的延迟超过这个阈值,就可以认为该操作存在问题。

例如,你可以分析延迟超过 1 毫秒的操作:

blkparse trace | awk '$4 > 0.001'

这条命令将筛选出延迟超过 1 毫秒的操作。

5. 寻找长期延迟的模式

如果你看到某些 I/O 操作的延迟特别长,且持续时间很长,可能是系统中某些操作一直处于等待状态。例如:

  • I/O 队列堵塞:如果多个请求的延迟时间持续增加,可能表示设备 I/O 队列过长,磁盘处理能力不足。
  • 硬件问题:硬盘的物理损坏或存储设备故障可能导致 I/O 请求长时间得不到响应,从而产生高延迟。

6. 诊断过高延迟的原因

如果发现延迟过长,可以通过以下几种方式进行诊断:

  • I/O 排队:过长的队列可能导致延迟增加,可以通过查看 blktrace 输出中的 Q(排队)和 C(完成)事件来分析。
  • 硬件性能瓶颈:检查磁盘性能(如使用 iostat, dstat 等工具)来查看设备的 I/O 响应时间。
  • 系统负载:高系统负载或大量并发 I/O 操作也可能导致延迟增高。可以使用 topvmstat 等工具来监控系统资源使用情况。

  • 要判断 I/O 延迟是否过长,关键是 计算每个请求的延迟时间(即请求完成时间减去请求发起时间)。

  • 如果发现延迟时间显著高于预期,或者有大量的请求的延迟过高,可以进一步分析是否存在性能瓶颈。
  • 如果 I/O 延迟过长,可能需要分析磁盘的排队情况、硬件性能、系统负载等因素,找到延迟的根本原因并加以解决。
CPU0 (myvda):
 Reads Queued:           0,        0KiB  Writes Queued:          87,      348KiB
 Read Dispatches:        0,        0KiB  Write Dispatches:       34,      348KiB
 Reads Requeued:         0               Writes Requeued:         0
 Reads Completed:        0,        0KiB  Writes Completed:       72,      640KiB
 Read Merges:            0,        0KiB  Write Merges:           53,      212KiB
 Read depth:             0               Write depth:             3
 IO unplugs:             0               Timer unplugs:          17
CPU1 (myvda):
 Reads Queued:           0,        0KiB  Writes Queued:          63,      268KiB
 Read Dispatches:        0,        0KiB  Write Dispatches:       18,      268KiB
 Reads Requeued:         0               Writes Requeued:         0
 Reads Completed:        0,        0KiB  Writes Completed:        0,        0KiB
 Read Merges:            0,        0KiB  Write Merges:           45,      180KiB
 Read depth:             0               Write depth:             3
 IO unplugs:             0               Timer unplugs:          13

这是 blkparse 命令的部分输出,用于分析系统的块设备 I/O 操作。该输出涉及两个 CPU 核心(CPU0 和 CPU1),并展示了与 myvda 块设备相关的 I/O 操作的各种统计信息。下面逐个解释这些字段的含义:

CPU0 (myvda) 和 CPU1 (myvda)

这表示两个 CPU 核心的 I/O 活动,它们都在与块设备 myvda 进行交互。输出中显示了每个 CPU 核心的 I/O 操作统计信息。

关键字段解释:

  1. Reads Queued / Writes Queued:
  2. 这些字段表示当前有多少读/写操作排队等待处理。0, 0KiB 表示没有读操作排队,87, 348KiB 表示有 87 个写操作排队,总数据量为 348 KiB。
  3. Read Dispatches / Write Dispatches:
  4. 这些表示已调度的读/写操作数。0, 0KiB 表示没有调度读操作,34, 348KiB 表示 34 个写操作已经调度,总数据量为 348 KiB。
  5. Reads Requeued / Writes Requeued:
  6. 这些表示读/写操作重新排队的次数。0 表示没有读/写操作被重新排队。
  7. Reads Completed / Writes Completed:
  8. 这些字段表示已完成的读/写操作数量。0, 0KiB 表示没有读操作完成,72, 640KiB 表示 72 个写操作已经完成,总数据量为 640 KiB。
  9. Read Merges / Write Merges:
  10. 这些字段表示读取/写入操作合并的次数。0, 0KiB 表示没有合并的读操作,53, 212KiB 表示有 53 次写操作合并,总数据量为 212 KiB。
  11. Read Depth / Write Depth:
  12. 这些表示 I/O 队列的深度,即等待处理的读/写操作数量。0 表示没有等待的读操作,3 表示有 3 个写操作在等待处理。
  13. IO Unplugs:
  14. 这个字段表示 I/O 操作解堵塞的次数。0 表示没有 I/O 解堵塞。
  15. Timer Unplugs:
  16. 这个字段表示与 I/O 操作相关的定时器解堵塞次数。17 表示 17 次定时器解堵塞。

  17. 从输出中来看,CPU0 的写操作相对较多,且写操作已经完成了 72 次,数据量为 640 KiB。

  18. CPU1 主要有一些写操作排队,但没有完成任何写操作。
  19. 没有读操作被调度或完成,表明大多数活动是写操作。
  20. 合并写操作和写操作的队列深度表明系统可能正在优化写入,以减少 I/O 操作的开销。
Throughput (R/W): 0KiB/s / 88KiB/s
Events (myvda): 690 entries
Skips: 0 forward (0 -   0.0%)

这段输出来自 blkparse 的统计信息,主要包含以下几个字段:

1. Throughput (R/W): 0KiB/s / 88KiB/s

  • Read Throughput (R): 0KiB/s 表示当前没有进行任何读操作,因此读的吞吐量为 0 KB/s。
  • Write Throughput (W): 88KiB/s 表示写操作的吞吐量为 88 KB 每秒。这表明系统正在进行写操作,并且写入速率为 88 KB/s。

2. Events (myvda): 690 entries

  • 这表示与 myvda 设备相关的 I/O 事件总数为 690 条。这些事件可能包括读写操作、调度、合并等其他 I/O 处理活动。

3. Skips: 0 forward (0 - 0.0%)

  • Skips: 这表示在 I/O 追踪过程中跳过的事件数。0 forward 表示没有跳过任何事件。
  • 0.0% 表示跳过的事件占总事件的百分比,0% 表示没有跳过任何事件。

  • 系统没有读操作,写操作的吞吐量为 88 KB/s,表明有稳定的写入流量。

  • 共记录了 690 条 I/O 事件,没有事件被跳过。
[root@VM-0-16-centos mydata]# btt -I iostatreport  -i myvdabin
==================== All Devices ====================

            ALL           MIN           AVG           MAX           N
--------------- ------------- ------------- ------------- -----------
Q2Qdm             0.000000438   0.047675694   5.468759846         152
Q2Cdm             0.000631999   0.001516763   0.003607410         153

Q2G               0.000000160   0.000000786   0.000004391          55
G2I               0.000001009   0.000004959   0.000026337          38
Q2M               0.000000126   0.000000332   0.000011216          98
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