IOPS 卷队列长度和延迟 I/O 大小和卷吞吐量限制使用监控 I/O 特性 CloudWatch 监控实时 I/O 性能统计数据相关资源

Amazon EBS I/O 特征和监控

在给定的卷配置中，某些 I/O 特征决定了 EBS 卷的性能行为。

无论操作是随机操作还是顺 I/O 序操作，SSD 支持的卷、通用型 SSD（gp2和gp3）io1和预配置 IOPS 固态硬盘（和io2）都能提供一致的性能。
支持 HDD 的卷，即吞吐量优化 HDD (st1) 和 Cold HDD (sc1)，只有在 I/O 操作量大且连续运行时才能提供最佳性能。

要了解 SSD 和 HDD 卷在应用程序中的表现，重要的是要了解卷需求、可用的 IOPS 数量、 I/O 操作完成所需的时间以及卷的吞吐量限制之间的联系。

IOPS

IOPS 是表示每秒 input/output 操作数的计量单位。操作以 KiB 为单位进行测量，底层驱动器技术确定一种卷类型算作单个的最大数据量，其效率要比 HDD 卷高I/O. I/O size is capped at 256 KiB for SSD volumes and 1,024 KiB for HDD volumes because SSD volumes handle small or random I/O得多。

当小型 I/O 操作按物理顺序进行时，Amazon EBS 会尝试将它们合并为一个最大 I/O 规模的 I/O 操作。同样，当 I/O 操作大于最大 I/O 规模时，Amazon EBS 会尝试将其拆分为较小的 I/O 操作。下表显示了一些示例。

卷类型	最大 I/O 尺寸	来自应用程序的 I/O 操作	IOPS 数量	备注
SSD	256 KiB	1 x 1024 KiB 操作 I/O	4（1024÷256=4）	亚马逊 EBS 将 1,024 KiB 的操作拆分为四个较小的 I/O 256 KiB 操作。
		8 次顺序 32 KiB 操作 I/O	1（8x32=256）	Amazon EBS 将连续八个 32 KiB 操作合并为一个 256 KiB I/O 操作。
		8 次随机 32 kiB 操作 I/O	8	Amazon EBS 将随机 I/O 操作单独计数。
HDD	1,024 KiB	1 x 1024 KiB 操作 I/O	1	该 I/O 操作已经等于最大大 I/O 小。它不会被合并或拆分。
		8 x 连续 128 KiB 操作 I/O	1（8x128=1024）	亚马逊 EBS 将连续八个 128 KiB 操作合并为一个 1,024 KiB I/O 操作。 I/O
		8 次随机 32 kiB 操作 I/O	8	Amazon EBS 将随机 I/O 操作单独计数。

因此，当您创建支持 3,000 IOPS 的 SSD 卷时（通过预置 3,000 IOPS 的io1或io2卷、将卷大小调整为 gp2 1,000 GiB 或使用gp3卷），然后将其连接到可以提供足够带宽的 EBS 优化实例时，您每秒最多可以传输 3, I/Os 000 个数据，吞吐量由大小决定。 I/O

卷队列长度和延迟

卷队列长度是设备待处理 I/O 请求的数量。延迟是指 I/O 操作的真实 end-to-end客户端时间，换句话说，从向 EBS 发送 I/O 到收到 I/O 读取或写入已完成的确认之间经过的时间。必须根据 I/O 大小和延迟正确校准队列长度，以避免在客户机操作系统或与 EBS 的网络链路上造成瓶颈。

每个工作负载的最佳队列长度不同，具体取决于您的特定应用程序对于 IOPS 和延迟的敏感程度。如果您的工作负载提供的 I/O 请求不足以充分利用 EBS 卷的可用性能，则您的卷可能无法提供您预配置的 IOPS 或吞吐量。

事务密集型应用程序对 I/O 延迟增加很敏感，非常适合支持 SSD 的卷。您可以通过使卷保持较小的队列长度和较高的 IOPS 数量，来维持高 IOPS 和低延迟。持续为某个卷驱动的 IOPS 超过其可用容量，可能会导致 I/O 延迟增加。

吞吐量密集型应用程序对 I/O 延迟增加不太敏感，非常适合支持 HDD 的卷。您可以在执行大型顺序 I/O 时维持大队列长度，从而对 HDD 卷保持高吞吐量。

I/O 大小和卷吞吐量限制

对于支持 SSD 的卷，如果您的容量非常 I/O 大，则由于已达到卷的吞吐量限制，因此您遇到的 IOPS 数量可能会少于预配置的数量。例如，如果gp2容量低于 1,000 GiB 且可用的突发积分，其 IOPS 限制为 3,000，而卷吞吐量限制MiB/s. If you are using a 256 KiB I/O size, your volume reaches its throughput limit at 1000 IOPS (1000 x 256 KiB = 250 MiB). For smaller I/O sizes (such as 16 KiB), this same volume can sustain 3,000 IOPS because the throughput is well below 250 MiB/s. (These examples assume that your volume's I/O为 250 则未达到实例的吞吐量限制。）有关每种 EBS 卷类型吞吐量限制的更多信息，请参阅 Amazon EBS 卷类型。

对于较小的 I/O 操作，您可能会看到从实例内部测量的 higher-than-provisioned IOPS 值。当实例操作系统在将小型 I/O 操作传递到 Amazon EBS 之前将其合并为一个较大的操作时，会发生这种情况。

如果您的工作负载在支持 HDD st1 的sc1卷 I/Os 上使用顺序运行，则从实例内部测量的 IOPS 数量可能会高于预期。当实例操作系统按顺序合并 I/Os 并以 1,024 个 Kib 大小的单位进行计数时，就会发生这种情况。如果您的工作负载占总 IOPS 计数的小量或随机I/Os, you may experience a lower throughput than you expect. This is because we count each random, non-sequential I/O使用量，这可能会导致您比预期更快地达到卷的 IOPS 限制。

无论您的 EBS 卷类型如何，如果您在配置中没有达到预期的 IOPS 或吞吐量，请确保您的 EC2 实例带宽不是限制因素。为了获得最佳性能，您应始终使用最新一代的 EBS 优化实例（或包含 10 个 Gb/s 网络连接的实例）。未达到预期 IOPS 的另一个可能原因是，您开车不够 I/O 到 EBS 卷。

使用监控 I/O 特性 CloudWatch

您可以使用每个卷的音CloudWatch 量指标来监控这些 I/O 特征。

监视停滞的 I/O

VolumeStalledIOCheck 监控 EBS 卷的状态以确定您的卷何时受损。该指标是一个二进制值，它将根据 EBS 卷能否完成 I/O 操作返回 01（通过）或（失败）状态。

如果该VolumeStalledIOCheck指标失败，您可以等待 AWS 问题得到解决，也可以采取措施，例如更换受影响的卷或停止并重新启动该卷所连接的实例。在大多数情况下，当该指标失败时，EBS 将在几分钟内自动诊断并恢复您的卷。您可以使用中的 Pause I/O 操作 AWS Fault Injection Service 来运行受控实验，以测试您的架构并基于此指标进行监控，从而提高存储故障恢复能力。

监控卷的 I/O 延迟

您可以分别使用和VolumeAvgWriteLatency指标监控 Amazon EBS 卷的读取VolumeAvgReadLatency和写入操作的平均延迟。

如果您的 I/O 延迟高于您的要求，请确保您的应用程序尝试驱动的 IOPS 或吞吐量不会超过您为卷预配置的。使用以下公式计算在特定时间段内为您的卷带来的平均 IOPS 和吞吐量，然后将其与卷的预配置 IOPS 和吞吐量进行比较。


                                  Sum(VolumeReadOps) + Sum(VolumeWriteOps) 
Estimated average IOPS in ops/s = ----------------------------------------
                                        Period - Sum(VolumeIdleTime)


                                        (Sum(VolumeReadBytes) + Sum(VolumeWriteBytes)) / 1024
Estimated average throughput in KiB/s = -----------------------------------------------------
                                                    Period - Sum(VolumeIdleTime)

您还可以监控VolumeIOPSExceededCheck和VolumeThroughputExceededCheck指标，以确定您的工作负载是否在给定分钟内持续尝试提高 IOPS 或吞吐量大于卷的预配置性能。如果驱动的 IOPS 持续超过卷的预配置 IOPS 性能，则该VolumeIOPSExceededCheck指标将返回。1如果驱动吞吐量持续超过卷的预配置吞吐量性能，则该VolumeThroughputExceededCheck指标将返回1。如果驱动的 IOPS 和吞吐量在卷的预配置性能范围内，则返回指标。0

如果您的应用程序需要的 IOPS 数量超出您的卷所能提供的数量，则应考虑使用以下选项之一：

gp3、io2 或 io1 卷，预置了足够 IOPS 以实现所需延迟
更大的 gp2 卷，提供足够的基准 IOPS 性能

HDD 支持st1和sc1卷专为利用最大大小为 1,024 KiB 的工作负载而设计，性能最佳。 I/O 要确定卷的平均 I/O 大小，请VolumeWriteBytes除以VolumeWriteOps。同样的计算也适用于读取操作。如果平均 I/O 大小低于 64 KiB，则增加发送到st1或sc1卷的 I/O 操作的大小应该可以提高性能。

监控`gp2`、`st1`和`sc1`音量的突发存储桶平衡

BurstBalance 以剩余余额百分比的形式显示 gp2、st1 和 sc1 卷的突增存储桶余额。当您的突发存储桶耗尽时，容量 I/O （对于gp2卷）或卷吞吐量（st1和sc1卷）将限制为基准。检查 BurstBalance 值以确定卷是否因为此原因而受限制。有关可用 Amazon EBS 指标的完整列表，请参阅亚马逊 EBS 的亚马逊 CloudWatch 指标和基于 Nitro 的实例的 Amazon EBS 指标。

监控实时 I/O 性能统计数据

您可以访问附加到基于 Nitro的亚马逊实例的 Amazon EBS 卷的实时详细性能统计数据。 EC2

您可以组合这些统计数据来得出平均延迟和 IOPS，或者检查 I/O 操作是否已完成。您还可以查看应用程序超过 EBS 卷或所连接实例的预配置 IOPS 或吞吐量限制的总时间。通过跟踪这些统计数据随时间推移的增长情况，您可以确定是否需要提高预配置 IOPS 或吞吐量限制以优化应用程序的性能。详细的性能统计数据还包括读取和写入 I/O 操作的直方图，这些直方图通过跟踪 I/O 延迟区间内完成的 I/O 操作总数来提供延迟分布情况。

有关更多信息，请参阅 Amazon EBS 的详细绩效统计数据。