合 IO追踪神器blktrace使用介绍

前言

1. blktrace的作者正是block io的maintainer，开发此工具，可以更好的追踪IO的过程。
2. blktrace 结合btt可以统计一个IO是在调度队列停留的时间长，还是在硬件上消耗的时间长，利用这个工具可以协助分析和优化问题。

blktrace安装

blktrace的原理

一个I/O请求的处理过程，可以梳理为这样一张简单的图：

一个I/O请求进入block layer之后，可能会经历下面的过程：

• I/O enters block layer – it can be:
  • Remapped onto another device (MD, DM)
  • Split into 2 separate I/Os (alignment, size, ...)
  • Added to the request queue
  • Merged with a previous entry on the queue All I/Os end up on a request queue at some point
• At some later time, the I/O is issued to a device driver, and submitted to a device
• Later, the I/O is completed by the device, and its driver

blkparse显示的各指标点示意：

其中：

• Q2Q — time between requests sent to the block layer
• Q2G — time from a block I/O is queued to the time it gets a request allocated for it
• G2I — time from a request is allocated to the time it is Inserted into the device's queue
• Q2M — time from a block I/O is queued to the time it gets merged with an existing request
• I2D — time from a request is inserted into the device's queue to the time it is actually issued to the device
• M2D — time from a block I/O is merged with an exiting request until the request is issued to the device
• D2C — service time of the request by the device
• Q2C — total time spent in the block layer for a request

blktrace 能够记录下IO所经历的各个步骤:

blktrace的输出:

• 第一个字段：8,0 这个字段是设备号 major device ID和minor device ID。
• 第二个字段：3 表示CPU
• 第三个字段：11 序列号
• 第四个字段：0.009507758 Time Stamp是时间偏移
• 第五个字段：PID 本次IO对应的进程ID
• 第六个字段：Event，这个字段非常重要，反映了IO进行到了那一步
• 第七个字段：R表示 Read， W是Write，D表示block，B表示Barrier Operation
• 第八个字段：223490+56，表示的是起始block number 和 number of blocks，即我们常说的Offset 和 Size
• 第九个字段： 进程名

其中第六个字段非常有用：每一个字母都代表了IO请求所经历的某个阶段。

blktrace的用法

实际上blktrace仅仅是用来采集数据，数据的分析其实有很多辅助的工具，比如：

1. blkparse
2. btt
3. blkiomon
4. iowatcher

这些工具都是利用blktrace采集的数据，更好的分析，然后输出。

使用blktrace前提需要挂载debugfs。

实时查看：

先采集，再查看：

blktrace产生的文件太零散怎么办？

生成采集文件

合并成一个二进制文件

其实我们还是嫌弃blkparse的输出太多，不方便查看，此时可以利用btt协助分析统计

• Q2I – time it takes to process an I/O prior to it being inserted or merged onto a request queue – Includes split, and remap time
• I2D – time the I/O is “idle” on the request queue
• D2C – time the I/O is “active” in the driver and on the device
• Q2I + I2D + D2C = Q2C
• Q2C: Total processing time of the I/O

注意：

D2C: 表征块设备性能的关键指标

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