blk-iocost權重限速功能是Alibaba Cloud Linux對cgroup I/O子系統（blkcg）基於權重的磁碟限速功能的改進。它是一種I/O控制器，可以根據應用程式或進程的優先順序為塊裝置上的I/O操作分配頻寬，並且可以通過設定權重值來限制特定應用程式或進程對塊裝置的I/O頻寬使用，以便協助您更好地實現對磁碟I/O資源的控制和管理。
說明 cgroup v1和cgroup v2是Linux核心中的兩個不同版本的資源管理功能。在Alibaba Cloud Linux核心中，blk-iocost功能同時支援cgroup v1和v2介面，但通常在一個系統中只有一個版本是被啟用和使用的。您可以通過stat -fc %T /sys/fs/cgroup命令查看當前系統使用的是cgroup v1介面還是cgroup v2介面：
介面說明
cost.qos介面
該介面用於開啟或關閉blk-iocost功能以及基於延遲（latency）權重限制I/O服務品質（QoS）的速率。是一個可讀可寫介面，介面檔案只存在於blkcg根組，且在不同cgroup中的完整名稱不同：
介面配置說明：
每行配置以裝置的Major號和Minor號開頭，格式為MAJ:MIN（通過lsblk | grep <雲端硬碟名稱>命令查詢裝置號），後邊銜接其他配置項，說明如下。
enable：是否開啟blk-iocost功能。
預設值0：關閉blk-iocost功能。
修改為1：開啟blk-iocost功能。
ctrl：控制模式，可選值為auto和user。
auto：系統自動探測裝置類型並使用內建參數。
重要 設定ctrl=auto時，如果ECS執行個體掛載的雲端硬碟儲存類型為SSD雲端硬碟、ESSD雲端硬碟或NVMe SSD本地碟等固態存放裝置時，需要手動將對應雲端硬碟的rotational屬性設定為0。blk-iocost可以更準確地估計I/O成本並相應地調整其調度策略，以提高固態存放裝置的I/O效能。命令樣本如下：
sudo sh -c 'echo 0 > /sys/block/<DISK_NAME>/queue/rotational' #<DISK_NAME>需替換為實際的雲端硬碟名稱
user：需要使用者手動設定以下控制參數。
rpct：讀延遲百分比，取值範圍為[0,100]。
rlat：讀延遲，單位為us。
wpct：寫延遲百分比，取值範圍為[0,100]。
wlat：寫延遲，單位為us。
min：最小速率調整比例，取值範圍為[1,10000]。
max：最大速率調整比例，取值範圍為[1,10000]。
cost.model介面
該介面用於設定成本模型（cost model）。是一個可讀可寫介面，介面檔案只存在於blkcg根組，且在不同cgroup中的完整名稱不同：
介面配置說明：
每行配置以裝置的Major號和Minor號開頭，格式為MAJ:MIN（通過lsblk | grep <雲端硬碟名稱>命令查詢裝置號），後邊銜接其他配置項，說明如下。
weight（Alibaba Cloud Linux 3）/cost.weight（Alibaba Cloud Linux 2）介面
該介面可以為每個裝置配置權重，也可以修改該整個子組的預設權重（100），範圍為[1,10000]。是一個可讀可寫介面，介面檔案只存在blkcg的子組中，且在不同cgroup中的完整名稱不同：
Alibaba Cloud Linux 3
在不同cgroup中的完整名稱不同：
介面配置說明：
功能限制
僅以下核心版本的Alibaba Cloud Linux鏡像支援配置blk-iocost功能：
操作步驟
步驟一：使用cost.qos介面開啟blk-iocost功能
情境樣本：使用cost.qos介面為裝置254:48開啟blk-iocost功能，並且當讀寫請求延遲rlat|wlat有5%超過5ms時，認為磁碟飽和。核心將進行磁碟發送請求速率的調整，調整區間為最低降至原速率的50%，最高升至原速率的150%。cgroup v1介面和cgroup v2介面命令分別如下。
cgroup v1介面
sudo sh -c 'echo "254:48 enable=1 ctrl=user rpct=95.00 rlat=5000 wpct=95.00 wlat=5000 min=50.00 max=150.00" > /sys/fs/cgroup/blkio/blkio.cost.qos'
cgroup v2介面
sudo sh -c 'echo "254:48 enable=1 ctrl=user rpct=95.00 rlat=5000 wpct=95.00 wlat=5000 min=50.00 max=150.00" > /sys/fs/cgroup/io.cost.qos'
步驟二：使用cost.model介面設定成本模型
情境樣本：使用cost.model介面在裝置254:48上使用使用者輸入的linear建模參數設定模型。cgroup v1介面和cgroup v2介面命令分別如下。
cgroup v1介面
sudo sh -c 'echo "254:48 ctrl=user model=linear rbps=2706339840 rseqiops=89698 rrandiops=110036 wbps=1063126016 wseqiops=135560 wrandiops=130734" > /sys/fs/cgroup/blkio/blkio.cost.model'
cgroup v2介面
sudo sh -c 'echo "254:48 ctrl=user model=linear rbps=2706339840 rseqiops=89698 rrandiops=110036 wbps=1063126016 wseqiops=135560 wrandiops=130734" > /sys/fs/cgroup/io.cost.model'
步驟三：使用weight介面修改權重
情境樣本：通過步驟一：使用cost.qos介面開啟blk-iocost功能或步驟二：使用cost.model介面設定成本模型配置cost.qos或cost.model介面開啟blk-iocost功能之後，建立blkcg1（cgroup v1）/cg1（cgroup v2）控制組並使用cost.weight（cgroup v1）/weight（cgroup v2）介面將控制組的預設權重修改為50，然後設定控制組在裝置254:48上的權重為50，cgroup v1介面和cgroup v2介面命令分別如下。
cgroup v1介面
sudo mkdir /sys/fs/cgroup/blkio/blkcg1 # 建立控制組blkcg1
sudo sh -c 'echo "50" > /sys/fs/cgroup/blkio/blkcg1/blkio.cost.weight' # 將預設權重修改為50
sudo sh -c 'echo "254:48 50" > /sys/fs/cgroup/blkio/blkcg1/blkio.cost.weight' #將裝置上的權重設定為50
cgroup v2介面
Alibaba Cloud Linux 2
sudo mkdir /sys/fs/cgroup/cg1 # 建立控制組cg1
sudo sh -c 'echo "50" > /sys/fs/cgroup/cg1/io.cost.weight' # 將預設權重修改為50
sudo sh -c 'echo "254:48 50" > /sys/fs/cgroup/cg1/io.cost.weight' #將裝置上的權重設定為50
Alibaba Cloud Linux 3
sudo mkdir /sys/fs/cgroup/cg1 # 建立控制組cg1
sudo sh -c 'echo "50" > /sys/fs/cgroup/cg1/io.weight' # 將預設權重修改為50
sudo sh -c 'echo "254:48 50" > /sys/fs/cgroup/cg1/io.weight' #將裝置上的權重設定為50
常用監測工具
blk-iocost需要能夠監控和評估系統的I/O效能，可以通過以下工具或介面來監測I/O資源的使用方式，以便協助您更好地理解和調優I/O資源的使用方式。
iocost monitor指令碼
Linux核心源碼中的tools/cgroup/iocost_monitor.py指令碼基於drgn調試器可以直接擷取核心參數進行I/O效能資料的監控輸出。指令碼使用方式如下。
首先確保安裝drgn調試器。樣本命令：
sudo pip3 install drgn
更多關於drgn的資訊，請參見drgn。
（可選）下載 iocost_monitor.py。
如果您沒有下載完整的Linux核心源碼，需要從Linux核心的公用倉庫複製或下載 iocost_monitor.py 指令碼。樣本命令：
wget https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/plain/tools/cgroup/iocost_monitor.py
運行 iocost_monitor.py指令碼。樣本命令（以vdd雲端硬碟為例）：
sudo python3 ./iocost_monitor.p vdd
返回結果樣本如下。
vdd RUN per=500.0ms cur_per=3930.839:v14620.321 busy= +1 vrate=6136.22% params=hdd
active weight hweight% inflt% dbt delay usages%
blkcg1 * 50/ 50 9.09/ 9.09 0.00 0 0*000 009:009:009
blkcg2 * 500/ 500 90.91/ 90.91 0.00 0 0*000 089:091:092
cgroup v1介面下的blkio.cost.stat介面
Alibaba Cloud Linux核心提供了在cgroup v1介面下的blk-iocost統計介面，該介面檔案中記錄了每個受控制的裝置的QoS資料。查看該介面文檔的命令如下。
cat /sys/fs/cgroup/blkio/blkcg1/blkio.cost.stat
返回結果樣本如下。
254:48 is_active=1 active=50 inuse=50 hweight_active=5957 hweight_inuse=5957 vrate=159571
ftrace監測工具
Alibaba Cloud Linux核心提供了blk-iocost相關的ftrace工具。對於 blk-iocost 功能，ftrace可以協助捕捉調度器的決策過程，詳細跟蹤I/O請求的處理，從而提供深入的效能分析。使用方式如下。
將enable屬性設定為1，開啟ftrace工具。
sudo sh -c 'echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/iocost/enable'
查看資訊輸出介面。
sudo cat /sys/kernel/debug/tracing/trace_pipe
返回結果樣本如下。
dd-1593 [008] d... 688.565349: iocost_iocg_activate: [vdd:/blkcg1] now=689065289:57986587662878 vrate=137438 period=22->22 vtime=0->57986365150756 weight=50/50 hweight=65536/65536
dd-1593 [008] d.s. 688.575374: iocost_ioc_vrate_adj: [vdd] vrate=137438->137438 busy=0 missed_ppm=0:0 rq_wait_pct=0 lagging=1 shortages=0 surpluses=1
<idle>-0 [008] d.s. 688.608369: iocost_ioc_vrate_adj: [vdd] vrate=137438->137438 busy=0 missed_ppm=0:0 rq_wait_pct=0 lagging=1 shortages=0 surpluses=1
dd-1594 [006] d... 688.620002: iocost_iocg_activate: [vdd:/blkcg2] now=689119946:57994099611644 vrate=137438 period=22->26 vtime=0->57993412421644 weight=250/250 hweight=65536/65536
<idle>-0 [008] d.s. 688.631367: iocost_ioc_vrate_adj: [vdd] vrate=137438->137438 busy=0 missed_ppm=0:0 rq_wait_pct=0 lagging=1 shortages=0 surpluses=1
<idle>-0 [008] d.s. 688.642368: iocost_ioc_vrate_adj: [vdd] vrate=137438->137438 busy=0 missed_ppm=0:0 rq_wait_pct=0 lagging=1 shortages=0 surpluses=1
<idle>-0 [008] d.s. 688.653366: iocost_ioc_vrate_adj: [vdd] vrate=137438->137438 busy=0 missed_ppm=0:0 rq_wait_pct=0 lagging=1 shortages=0 surpluses=1
<idle>-0 [008] d.s. 688.664366: iocost_ioc_vrate_adj: [vdd] vrate=137438->137438 busy=0 missed_ppm=0:0 rq_wait_pct=0 lagging=1 shortages=0 surpluses=1