2007 年 9 月 06 日
了解如何在创建您的逻辑卷之前使用合适的磁盘布置以提高磁盘性能。本系列文章的第 2 部分（请参见参考资料）关注于监视逻辑卷，以及用于分析结果的命令和实用工具（iostat、lvmstat、lslv、lspv 和 lsvg）。 关于本系列
本系列教程共有三篇文章（请参见参考资料），介绍了 AIX? 磁盘和 I/O 子系统，重点关注于在优化磁盘 I/O 性能时的各种挑战。尽管磁盘优化很可能没有 CPU 或者内存优化那么激动人心，但它是优化服务器性能的关键部分。事实上，其中部分原因是因为磁盘 I/O 是最薄弱的子系统环节，与任何其他子系统相比，您可以执行更多的操作以提高磁盘 I/O 性能。 引言
与其他子系统的优化工作不同，实际上在构建系统的体系结构设计阶段就应该开始进行磁盘 I/O 优化。尽管存在一些 I/O 优化参数的虚拟内存等价项（ioo 和 lvmo），但是提高磁盘 I/O 性能的最佳方法是正确地配置您的系统，而不是优化相关的参数。与虚拟内存优化不同，在创建了逻辑卷并开始运行之后，要更改它们的组织结构会变得更加复杂，所以您通常只有一次机会正确地完成这项任务。本文讨论了配置逻辑卷的方式，以及相对于物理磁盘应该将它们布置于何处，本文还介绍了用于监视您的逻辑卷的工具。其中，大多数工具并不适合于长期趋势研究，并且是 AIX 特定的工具，它们可以提供相关信息以便了解如何配置逻辑卷，以及是否针对您的环境对它们进行了优化。
本系列文章的第 1 部分（请参见参考资料）介绍了 iostat，但其中仅介绍了使用该工具来查看异步 I/O 服务器。第 2 部分使用 iostat 来监视您的磁盘，并向您介绍了它能够完成哪些工作以帮助您快速地确定 I/O 瓶颈。尽管 iostat 是通用的 UNIX? 实用工具之一，并且它不是专门为 AIX 而开发的，但实际上，对于快速地确定系统的运行情况，它是非常有用的。更特定的 AIX 逻辑卷命令可以帮助您更深入地研究逻辑卷，以帮助您真正地分析实际问题（如果存在任何问题）。在使用这些工具之前，您必须清楚地了解您需要哪些信息，这一点是很重要的。本文描述了相关的工具，并向您介绍了如何分析它们的输出，这将帮助您分析磁盘 I/O 子系统。 逻辑卷和磁盘布置概述
这个部分定义了逻辑卷管理器（Logical Volume Manager，LVM），并介绍了它的一些特性。让我们深入地研究逻辑卷的概念，分析它们与提高磁盘 I/O 使用率之间的关系，并通过定义和讨论 intra-policy 和 inter-policy 磁盘实践，从物理磁盘的角度介绍有关逻辑卷的布置。
从概念上讲，逻辑卷层位于应用程序和物理层之间。在磁盘 I/O 的上下文中，应用程序层是文件系统或者原始逻辑卷。物理层由实际的磁盘组成。LVM 是一种
AIX 磁盘管理系统，它可以在逻辑和物理存储之间映射数据。这允许数据保存在多个物理盘片上，并使用专门的 LVM 命令对其进行管理和分析。实际上，LVM 控制系统中所有的物理磁盘资源，并帮助提供存储子系统的逻辑视图。了解它位于应用程序层和物理层之间，应该可以帮助您理解它为什么很可能是所有层中最重要的一层。甚至您的物理卷本身就是逻辑层的一部分，因为物理层仅包含实际的磁盘、设备驱动程序和任何您可能已经配置的阵列。图 1 阐释了这个概念，并显示了逻辑 I/O 组件与物理磁盘及其应用程序层非常紧密地结合在一起。
图 1. 逻辑卷图表
现在，让我们简要地、自底向上地介绍 LVM 中的各个元素。每个驱动器作为一个物理卷进行命名。多个物理卷组成一个卷组。在卷组中，定义了逻辑卷。LVM 允许数据位于多个物理驱动器，尽管可能将它们配置为属于单个卷组。这些逻辑卷可以是一个或者多个逻辑分区。每个逻辑分区具有一个与其相关联的物理分区。在其中，您可以拥有物理部分的多个副本，以用于各种目的，如磁盘镜像。 让我们简要地介绍一下逻辑卷的创建与物理卷之间的关系。图 2 描述了物理磁盘盘片上的实际存储位置。
图 2. 物理磁盘盘片上的实际存储位置
作为一般规则，靠近中央的数据要比靠近外边缘的数据具有更快的寻道时间。这与数据的密度有关。因为越靠近中央，密度越大，实际上磁头只需移动更短的距离。内部边缘（inner edge）通常具有最短的寻道时间。作为最佳实践，应用程序使用 I/O 越多，就应该使其位于越靠近物理卷中央的位置。请注意，对于这个最佳实践，有一些例外的情况。磁盘边缘的每个磁道比靠近中央的磁道能够保存更多的数据。虽然这样说，但是实际上应该顺序地访问位于边缘的逻辑卷，以获得更高的性能。对于开启了镜像写一致性检查（Mirror Write Consistency Check，MWCC）的逻辑卷来说也一样。这是因为，MWCC 扇区位于磁盘边缘而不是中央，这与逻辑卷的 intra-disk 策略有关。
让我们来讨论另一个重要的、称为逻辑卷 inter-disk 策略的概念。inter-disk 策略定义了一个逻辑卷的物理分区实际驻留的磁盘的数目。一般规则是，最小的 (minimum) 策略可以提供最大的可靠性和可用性，而最大的 (maximum) 策略可以提高性能。简单地说，数据所分散到的驱动器越多，性能就越好。一些其他的最佳实践包括：分配密集的逻辑卷以分隔物理卷，定义所需的逻辑卷的最大大小，并将经常使用的逻辑卷布置在一起。这正是为什么在配置系统之前您必须了解具体的数据，以便您从一开始就可以创建有意义的策略的原因。
在创建逻辑卷时，您可以使用下面命令或者 smit 快速路径定义自己的策略：# mklv 或 # smitty mklv。 监视逻辑卷并分析结果
这个部分提供了有关如何监视您的逻辑卷并分析结果的介绍。介绍了各种各样的命令以及它们的用途，并且您还将检查输出内容。
刚刚接到了有关某个数据库服务器性能迟缓的报告。您怀疑可能出现了 I/O 问题，所以您使用 iostat 开始进行分析。如果您还记得，在本系列文章的第 1 部分中曾介绍过这个命令（请参见参考资料），尽管只是用作查看异步 I/O 服务器的目的。现在，让我们仔细地研究 iostat。iostat，相当于用于虚拟内存的 vmstat，很可能是概略了解 I/O 子系统运行情况的最有效方式。
清单 1. 使用 iostat # iostat 1
System configuration: lcpu=4 disk=4
tty: tin tout avg-cpu: % user % sys % idle % iowait
0.0 392.0 5.2 5.5 88.3 1.1
Disks: % tm_act Kbps tps Kb_read Kb_wrtn hdisk1 0.5 19.5 1.4 53437739 21482563 hdisk0 0.7 29.7 3.0 93086751 21482563 hdisk4 1.7 278.2 6.2 238584732 832883320 hdisk3 2.1 294.3 8.0 300653060 832883320
这个示例中显示了哪些内容，而所有这些内容又是什么含义呢？
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% tm_act：报告物理磁盘处于活动状态，或者磁盘请求的总时间的时间百分比。
Kbps：报告传输到驱动器的数据量（单位为千字节）。 tps：报告每秒钟发送到物理磁盘的传输量。
Kb_read：报告在测量间隔中从物理卷读取的总数据量（单位为千字节）。 Kb_wrtn：报告在测量间隔中向物理卷写入的数据量（单位为千字节）。
您需要非常小心地监视 % tm_act，因为当它的使用率超过大概百分之六十到七十时，这通常表示进程开始等待 I/O。这可能是即将发生的 I/O 问题的第一个征兆。将数据移动到更空闲的驱动器可以显著地帮助缓解这个负担。通常来说，您的数据位于越多的驱动器，性能就越好。与其他的事物一样，物极必反，因为您必须确保不会有太多的驱动器连接到任何一个适配器。有一种方法可以确定一个适配器是否满负荷，将连接到该适配器的所有磁盘的 Kbps 量累加起来。其总数应该小于磁盘适配器吞吐量速率，通常小于百分之七十。
使用 -a 标志（请参见清单 2）可以帮助您更深入地检查适配器的使用率。
清单 2. 使用带 -a 标志的 iostat # iostat -a
Adapter: Kbps tps Kb_read Kb_wrtn scsi0 0.0 0.0 0 0
Paths/Disk: % tm_act Kbps tps Kb_read Kb_wrtn hdisk1_Path0 37.0 89.0 0.0 0 0 hdisk0_Path0 67.0 47.0 0.0 0 0 hdisk4_Path0 0.0 0.0 0.0 0 0 hdisk3_Path0 0.0 0.0 0.0 0 0
Adapter: Kbps tps Kb_read Kb_wrtn ide0 0.0 0.0 0 0
Paths/Disk: % tm_act Kbps tps Kb_read Kb_wrtn cd0 0.0 0.0 0.0 0 0
显然，其中不存在任何瓶颈。使用 -d 标志允许您深入地研究一个特定的磁盘（请参见清单 3）。
清单 3. 使用带 -d 标志的 iostat # iostat -d hdisk1 1
System configuration: lcpu=4 disk=5
Disks: % tm_act Kbps tps Kb_read Kb_wrtn hdisk1 0.5 19.4 1.4 53437743 21490480 hdisk1 5.0 78.0 23.6 3633 3564 hdisk1 0.0 0.0 0.0 0 0 hdisk1 0.0 0.0 0.0 0 0 hdisk1 0.0 0.0 0.0 0 0 hdisk1 0.0 0.0 0.0 0 0
让我们来研究一些特定的 AIX LVM 命令。您已经了解了有关磁盘布置的内容，以及从一开始就正确地设计系统体系结构的重要性。不幸的是，您并不总是能够使用这种方法。作为系统管理员，您有时可能会接手一些必须进行修复的系统。让我们研究一下磁盘上逻辑卷的布局，以确定您是否需要更改定义或者重新组织您的数据。
让我们首先了解一下卷组，并查找作为其中的一部分的逻辑卷。lsvg 命令可以提供卷组信息（请参见清单 4）。
清单 4. 使用 lsvg