Wydajność storage’u to nie tylko megabajty na sekundę. Jeśli system działa wolno mimo szybkich łączy i nowoczesnych dysków, bardzo możliwe, że winowajcą są IOPS – operacje wejścia/wyjścia na sekundę. Niedoceniane, często pomijane przy planowaniu infrastruktury, a mające kluczowy wpływ na szybkość działania baz danych, maszyn wirtualnych czy aplikacji biznesowych. W tym wpisie sprawdzisz, co realnie oznacza IOPS, jak je mierzyć, kiedy mają znaczenie i dlaczego dobór dysku bez tej wiedzy to zwykła loteria.
Wydajność bez IOPS to tylko teoria – sprawdź, co faktycznie napędza Twoje dane
Zbyt często skupiamy się wyłącznie na megabajtach na sekundę albo przepustowości w Gbitach, zapominając, że to IOPS w praktyce decydują o tym, jak system reaguje na rzeczywiste obciążenie. W szczególności w środowiskach, gdzie infrastruktura storage obsługuje dziesiątki VM-ek, mikrousług czy aplikacji bazodanowych, to właśnie liczba operacji wejścia/wyjścia na sekundę jest twardą walutą wydajności. Przepustowość może wyglądać dobrze w benchmarku, ale jeśli opóźnienia rosną, a IOPS się dławią – użytkownik i tak widzi, że „system muli”.
Warto przy tym pamiętać, że IOPS to nie tylko cyferka z datasheetu dysku. Na realną wydajność wpływa cała masa czynników:
- wielkość bloków,
- głębokość kolejki,
- typ workloadu (losowy czy sekwencyjny),
- architektura RAID,
- a nawet firmware kontrolera.
Jeżeli nie masz pomiaru IOPS dla swoich zasobów, działasz w ciemno – i trudno potem odróżnić realny bottleneck od zwykłej „teorii użytkownika”. Nawet najdroższy dysk SSD nic nie da, jeśli aplikacja żąda I/O w mikroskopijnych porcjach, a system plików nie nadąża. Dlatego zanim oceniasz wydajność storage’u, sprawdź, jak wygląda zachowanie pod kątem IOPS – i czy to, co masz, naprawdę wystarcza.
Random vs sequential – który IOPS jest dla Ciebie ważniejszy?
Zanim podejmiesz decyzję o tym, jakie nośniki wdrożyć, musisz wiedzieć jaki typ obciążenia generuje Twoje środowisko. To nie jest jedno i to samo. IOPS „random” to zupełnie inna historia niż „sequential”.
- W przypadku baz danych, maszyn wirtualnych, systemów ERP czy CRM – dominuje obciążenie losowe, gdzie dane są zapisywane i odczytywane z różnych obszarów dysku w sposób nieuporządkowany. Tu kluczowa jest szybkość reakcji na dużą liczbę małych żądań.
- Z kolei IOPS sekwencyjne mają znaczenie przy backupie, replikacji, dużych plikach multimedialnych, gdzie system obrabia dane w dłuższych i logicznych blokach.
Jeśli tego nie zdefiniujesz, łatwo popełnić kosztowny błąd. Bo nawet bardzo szybki nośnik może nie mieć odpowiednio wysokiego wskaźnika dla konkretnego typu IOPS, jakiego potrzebuje Twoja aplikacja.
RAID = więcej IOPS? Tylko jeśli rozumiesz penalty i cache
Wielu administratorów zakłada, że dodanie RAID-a to automatyczne zwiększenie wydajności. I częściowo to prawda – ale tylko jeśli zrozumiesz, jak działa mechanika odczytów i zapisów w różnych poziomach RAID.
- RAID 0 faktycznie pozwala uzyskać maksymalne IOPS, bo nie ma redundancji i dane rozrzucane są równolegle. Ale to rozwiązanie dla test labu, nie dla produkcji.
- RAID 5 i RAID 6 – mimo że oferują zabezpieczenie danych – nakładają tzw. RAID penalty, czyli dodatkowe obciążenie przy zapisie danych (ze względu na wyliczanie sum kontrolnych). To oznacza, że realna liczba IOPS spada względem nominalnych możliwości dysków.
- Dużo lepszym kompromisem jest RAID 10, który łączy mirroring z rozpraszaniem zapisu, więc daje nie tylko ochronę, ale i rozsądną wydajność – zwłaszcza przy workloadach o mieszanym charakterze.
Kluczowe znaczenie ma również cache – zarówno na poziomie kontrolera RAID, jak i po stronie storage’u, np. w postaci NVDIMM albo NVMe cache. Dobrze skonfigurowany cache potrafi znacząco zwiększyć liczbę obsługiwanych operacji, zwłaszcza przy małych blokach. I właśnie dlatego konfigurując macierz, nie pytaj tylko „ile mam dysków”, ale „jak to się wszystko zachowa pod obciążeniem i czy mam warstwę buforującą”.
Ile IOPS naprawdę potrzebujesz? Nie zgaduj – mierz i optymalizuj
Prawdziwy problem zaczyna się wtedy, gdy IOPS są „domyślane”. Bo zamiast mierzyć, szacuje się „na oko” – a potem albo storage nie wyrabia pod obciążeniem, albo płacisz za nadmiar mocy, której nigdy nie użyjesz. Dlatego, zanim zamówisz nową macierz czy serwery z dyskami NVMe, sprawdź, ile realnie IOPS potrzebuje Twoja infrastruktura. Możesz to zrobić na kilka sposobów – od prostych narzędzi systemowych (iostat, perfmon), przez APM-y, aż po fio i Iometer, które pozwalają odwzorować dowolny workload i przetestować każdy typ urządzenia.
Ważne, żeby testy nie były oderwane od rzeczywistości. W pliku masz jasną rekomendację: zdefiniuj charakterystykę ruchu (random/sequential, read/write), bo każdy z tych parametrów zmienia wynik końcowy. Nośnik, który przy odczycie daje 300 000 IOPS, może przy zapisie w RAID 5 nagle spaść do 50 000. Dlatego zawsze zestawiaj metryki z typem obciążenia, a nie tylko z tabelką w Excelu. Monitoruj produkcję, koreluj dane z zachowaniem aplikacji, patrz na opóźnienia. Tylko wtedy wiesz, ile naprawdę masz IOPS i czy to wystarcza – a nie tylko zgadujesz.
