IOPS - यह क्या है और इसे कैसे गिनना है

IOPS (अंग्रेजी से इनपुट / आउटपुट ऑपरेशंस की संख्या। इनपुट / आउटपुट ऑपरेशन प्रति सेकंड) स्टोरेज सिस्टम, हार्ड ड्राइव (HDD), सॉलिड स्टेट ड्राइव (SSD) और नेटवर्क स्टोरेज (SAN) के प्रदर्शन को मापने में प्रमुख मापदंडों में से एक है।

वास्तव में, IOPS उन ब्लॉकों की संख्या है जो मीडिया में पढ़ने या लिखे जाने का प्रबंधन करता है। ब्लॉक का आकार जितना बड़ा होगा, फ़ाइल बनाने वाले उतने ही कम और बड़े IOPS कम होंगे, क्योंकि एक बड़ा हिस्सा पढ़ने में अधिक समय लगेगा।

इसलिए, IOPS को निर्धारित करने के लिए, आपको रीड / राइट ऑपरेशन के दौरान ब्लॉक की गति और आकार को जानना होगा। IOPS पैरामीटर ऑपरेशन के दौरान ब्लॉक आकार से विभाजित गति के बराबर है।

प्रदर्शन विशेषताओं

मुख्य मापा मात्रा रैखिक (अनुक्रमिक) और यादृच्छिक (यादृच्छिक) एक्सेस ऑपरेशन हैं।



रैखिक रीड / राइट ऑपरेशन द्वारा, जिसमें फाइलों के कुछ हिस्सों को क्रमिक रूप से पढ़ा जाता है, एक के बाद एक बड़ी फ़ाइलों (128 K से अधिक) के हस्तांतरण का मतलब है। मनमाने संचालन के लिए, डेटा को माध्यम के विभिन्न क्षेत्रों से बेतरतीब ढंग से पढ़ा जाता है, आमतौर पर वे 4 केबी आकार के ब्लॉक से जुड़े होते हैं।

निम्नलिखित मुख्य विशेषताएं हैं:

पैरामीटर	विवरण
कुल IOPS (कुल IOPS)	प्रति सेकंड I / O संचालन की कुल संख्या (जब पढ़ना और लिखना दोनों का प्रदर्शन करना हो)
IOPS रैंडम रीड (रैंडम रीड)	यादृच्छिक की औसत संख्या प्रति सेकंड पढ़ती है
IOPS रैंडम राइट (रैंडम राइट)	औसत यादृच्छिक लेखन संचालन प्रति सेकंड
अनुक्रमिक पढ़ें IOPS	रैखिक की औसत संख्या प्रति सेकंड पढ़ती है
IOPS अनुक्रमिक लिखें	औसत रैखिक प्रति सेकंड संचालन लिखें

अनुमानित IOPS

हार्ड ड्राइव के लिए अनुमानित IOPS मान।

युक्ति	टाइप	IOPS	इंटरफ़ेस
7,200 आरपीएम एसएटीए ड्राइव	HDD	~ 75-100 IOPS	SATA 3Gb / s
10,000 आरपीएम एसएटीए ड्राइव	HDD	~ 125-150 IOPS	SATA 3Gb / s
10,000 आरपीएम एसएएस ड्राइव	HDD	~ 140 आईओपीएस	एसएएस
15,000 आरपीएम एसएएस ड्राइव	HDD	~ 175-210 IOPS	एसएएस

SSDs के लिए अनुमानित IOPS मान।

युक्ति	टाइप	IOPS	इंटरफ़ेस
इंटेल X25-M G2 MLC	एसएसडी	~ 8,600 IOPS	SATA 3Gb / s
OCZ वर्टेक्स 3	एसएसडी	~ 60,000 IOPS (रैंडम 4K रिकॉर्डिंग)	SATA 6 Gb / s
OCZ RevoDrive 3 X2	एसएसडी	~ 200,000 IOPS (रैंडम 4K रिकॉर्डिंग)	PCIe
OCZ Z- ड्राइव R4 CloudServ	एसएसडी	~ 1,400,000 IOPS	PCIe

RAID दंड

डिस्क पर किए गए किसी भी रीड ऑपरेशन को दंडित नहीं किया जाता है क्योंकि सभी डिस्क का उपयोग रीड ऑपरेशन के लिए किया जा सकता है। लेकिन लिखने के संचालन के साथ एक मोड़ के लिए सभी। उदाहरण के लिए, प्रति रिकॉर्ड पेनाल्टी की संख्या RAID चयनित के प्रकार पर निर्भर करती है।

RAID 1 में, डेटा को डिस्क में लिखे जाने के लिए, दो राइट ऑपरेशन (प्रत्येक डिस्क पर एक लिखें) हैं, और इसलिए RAID 1 में दो दंड हैं।

RAID 5 में, डेटा लिखने के लिए 4 ऑपरेशन किए जाते हैं (मौजूदा डेटा पढ़ना, RAID समानता, नया डेटा लिखना, नई समानता लिखना), इसलिए RAID 5 में जुर्माना 4 है।

यह तालिका सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले RAID कॉन्फ़िगरेशन के लिए दंड मान को दिखाती है।

RAID	आई / ओ पेनल्टी
RAID 0	1 (पाठक द्वारा संपादित)
RAID १	2
RAID 5	4
RAID 6	6
RAID १०	2

कार्यभार की विशेषता

वर्कलोड प्रोफ़ाइल को आमतौर पर रीड्स के प्रतिशत के रूप में देखा जाता है और लिखते हैं कि एप्लिकेशन उत्पादन या आवश्यकता करता है। उदाहरण के लिए, VDI वातावरण में, IOPS का प्रतिशत लिखने के लिए 80-90% और पढ़ने के लिए 10-20% माना जाता है। वर्कलोड की विशेषताओं को समझना सबसे महत्वपूर्ण कारक है, क्योंकि पर्यावरण के लिए इष्टतम RAID की पसंद इस पर निर्भर करती है। अनुप्रयोग जो कि जोरदार तरीके से लिखने के संचालन का उपयोग करते हैं, RAID 10 के लिए अच्छे उम्मीदवार हैं, जबकि पढ़े जाने वाले कार्यों का उपयोग करने वाले अनुप्रयोगों को RAID 5 पर होस्ट किया जा सकता है।

IOPS की गणना

IOPS कंप्यूटिंग के लिए दो परिदृश्य हैं।
परिदृश्यों में से एक है जब डिस्क की एक निश्चित संख्या होती है, और हम जानना चाहते हैं कि ये डिस्क कितने IOPS जारी करेगी?
दूसरा परिदृश्य, जब हमें पता है कि हमें कितनी IOPS की आवश्यकता है और डिस्क की आवश्यक संख्या की गणना करना चाहते हैं?

परिदृश्य 1: विशिष्ट संख्या के आधार पर IOPS की गणना

कल्पना कीजिए कि हमारे पास 20 450GB 15k RPM डिस्क है। 80% राइट -20% रीड वर्कलोड के दो परिदृश्यों पर विचार करें और 20% लिखो -80% रीड के साथ एक और परिदृश्य। हम RAID 5 और RAID 10 दोनों के लिए IOPS की संख्या की भी गणना करेंगे।

IOPS की गणना के लिए सूत्र:

Total Raw IOPS = Disk Speed IOPS * Number of disks
Functional IOPS =(((Total Raw IOPS×Write %))/(RAID Penalty))+(Total Raw IOPS×Read %)

रॉ IOPS और फ़ंक्शनल IOPS की परिभाषा है, फ़ंक्शनल IOPS की धाराएँ उन IOPS हैं जिनमें RAID दंड शामिल हैं, और ये "वास्तविक" IOPS हैं।

अब संख्याओं को प्रतिस्थापित करें और देखें कि क्या होता है।

कुल रॉ IOPS = 170 * 20 = 3400 IOPS (एक 15K RPM डिस्क औसत 170 IOPS का उत्पादन कर सकती है)

RAID-5 के लिए

विकल्प 1 (80% लिख 20% पढ़ें) कार्यात्मक IOPS = (((3400 * 0.8)) / (4)) + (3400 * 0.2) = 1360 IOPS
विकल्प 2 (20% लिख 80% पढ़ें) कार्यात्मक IOPS = (((3400 * 0.2)) / (4)) + (3400 * 0.8) = 2890 IOPS

RAID-1 के लिए

विकल्प 1 (80% लिख 20% पढ़ें) कार्यात्मक IOPS = (((3400 * 0.8)) / (2)) + (3400 * 0.2) = 2040 IOPS
विकल्प 2 (20% लिख 80% पढ़ें) कार्यात्मक IOPS = (((3400 * 0.2)) / (2)) + (3400 * 0.8) = 3100 IOPS

परिदृश्य 2: IOPS की एक विशिष्ट संख्या को प्राप्त करने के लिए डिस्क की संख्या की गणना करना

ऐसी स्थिति पर विचार करें जहां हमें एक निश्चित संख्या में IOPS 5000 प्राप्त करने के लिए RAID के प्रकार और डिस्क की संख्या निर्धारित करने की आवश्यकता है, और कुछ कार्यभार के साथ, उदाहरण के लिए 80% Write20% पढ़ें और 20% Write80% पढ़ें।

फिर से, शुरुआत के लिए, सूत्र जिसके द्वारा हम मानते हैं:

Total number of Disks required = ((Total Read IOPS + (Total Write IOPS*RAID Penalty))/Disk Speed IOPS)

कुल IOPS = 5000

अब संख्याओं को स्थानापन्न करें।

नोट: 5000 IOPS = 4000 IOPS का 80% और 5000 IOPS = 1000 IOPS इन संख्याओं के साथ और हम काम करेंगे।

RAID-5 के लिए

विकल्प 1 (80% Write20% पढ़ें) - आवश्यक डिस्क की कुल संख्या = ((1000+ (4000 * 4)) / 170) = 100 डिस्क।
विकल्प 2 (20% लिखो 80% पढ़ें) - आवश्यक डिस्क की कुल संख्या = ((4000+ (1000 * 4)) / 170) = 47 डिस्क लगभग।

RAID-1 के लिए

विकल्प 1 (80% Write20% पढ़ें) - आवश्यक डिस्क की कुल संख्या = ((1000+ (4000 * 2)) / 170) = लगभग 53 डिस्क।
विकल्प 2 (20% लिखो 80% पढ़ें) - आवश्यक डिस्क की कुल संख्या = ((4000+ (1000 * 2)) / 170) = लगभग 35 डिस्क।

योजना बनाते समय IOPS, RAID दंड और कार्यभार विशेषताओं को समझना और गिनना एक बहुत ही महत्वपूर्ण पहलू है। जब भार एक लेखन बीम पर अधिक तीव्र होता है, तो RAID 10 का चयन करें और इसके विपरीत RAID 5 रीड लोड के साथ।

IOPS को मापने के लिए कार्यक्रम

IOmeter - IOPS टेस्ट
IOzone - IOPS टेस्ट
FIO - IOPS टेस्ट
क्रिस्टलडिस्कमार - आईओपीएस टेस्ट
एसक्यूआईओ - डेटाबेस सर्वर के लिए प्रदर्शन (आईओपीएस, एमबी, लेटेंसी) की गणना के लिए परीक्षणों का एक सेट
wmarow - IOPS प्रदर्शन के लिए RAID समूह कैलकुलेटर