如何提升CentOS驱动性能

提升 CentOS 驱动与硬件响应性能的可落地方案

一 基线评估与驱动就绪

• 使用 60 秒性能快检定位瓶颈：依次查看 uptime、dmesg|tail、vmstat 1、mpstat -P ALL 1、pidstat 1、iostat -xz 1、free -m、sar -n DEV 1、sar -n TCP,ETCP 1、top，快速判断是 CPU、内存、I/O 还是网络问题。随后用 perf 做热点函数与缓存/分支分析，必要时用 BCC/bpftrace 在生产环境以低开销做内核/驱动级追踪。
• 驱动与固件就绪：优先通过 ELRepo、EPEL 或硬件厂商仓库更新 内核与驱动；对 GPU、网卡、存储控制器等关键设备，参考厂商文档安装最新驱动与固件，确保启用 DMA 等硬件加速特性。
• 电源与调度基线：将 CPU 调频策略设为 performance（见下文），并确认 irqbalance 正常运行以自动平衡中断；对 NVMe/be2iscsi 等设备，系统可能已自动设置最佳中断亲和性，避免盲目手工改动。

二 CPU 与中断优化

• CPU 调频与电源策略：将 CPU 置于 performance 模式以消除节能带来的频率波动与调度延迟。示例：sudo cpupower frequency-set -g performance（需安装工具：sudo yum install -y kernel-tools）。
• 中断与亲和性：优先启用并观察 irqbalance 的自动亲和性；对明确支持中断分发的设备，再按芯片手册计算并设置 /proc/irq//smp_affinity 掩码，避免跨 NUMA 抖动。对 NVMe/be2iscsi 等设备，系统可能已自动优化，勿随意覆盖。
• 实时性需求：对 工业控制、音频/低延迟场景，可考虑 PREEMPT_RT 实时内核或厂商提供的实时补丁内核，以降低调度延迟并提高可预测性。

三 存储与文件系统优化

• I/O 调度器：按介质选择调度器，示例：echo deadline > /sys/block/sdX/queue/scheduler（机械盘常用 deadline/cfq，SSD/NVMe 可用 noop/mq-deadline 视内核版本而定）。
• 挂载与特性：为 SSD 使用 noatime（必要时配合 discard 用于 TRIM），减少元数据更新与写放大；选择 ext4/xfs/btrfs 等适合业务的文件系统。
• 预读与缓存：可按负载调整 read_ahead_kb（如：echo 128 > /sys/block/sdX/queue/read_ahead_kb），并合理设置 vm.dirty_ratio / vm.dirty_background_ratio 以平衡写回与延迟（见下文 sysctl 示例）。

四 网络栈与驱动参数优化

• 套接字与缓冲：增大套接字缓冲上限，示例：sudo sysctl -w net.core.rmem_max=16777216、sudo sysctl -w net.core.wmem_max=16777216，提升高带宽/长肥管道场景的吞吐与抗抖动能力。
• TCP 队列与连接：提高全连接/半连接队列容量，示例：net.core.somaxconn=4096、net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=4096，并确保应用层 listen(backlog) 与之匹配，避免握手拥塞与超时。
• 端口与复用：在需要时开启 net.ipv4.ip_nonlocal_bind=1（虚拟 IP/双机热备）、net.ipv4.ip_forward=1（路由/NAT/负载均衡）；为短连接高并发服务开启 net.ipv4.tcp_tw_reuse=1，按需调整 tcp_fin_timeout、tcp_keepalive_time / probes / intvl 以加速回收与保活探测。
• 中断合并（驱动需支持）：降低中断频率、提高批处理效率，示例：echo 1000 > /sys/class/net/eth0/coalesce/rx_usecs（值需结合延迟/吞吐目标与驱动文档调优）。

五 一键可用的 sysctl 与 systemd 调优示例

• 网络与连接（/etc/sysctl.d/99-centos-performance.conf）

# 缓冲与队列
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
net.core.somaxconn = 4096
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 4096

# 端口与复用（按需启用）
net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 15

# 可选：缩短邻居表过期，降低 ARP 抖动（视网络而定）
net.ipv4.neigh.default.gc_stale_time = 120

• 虚拟内存与 I/O（/etc/sysctl.d/99-centos-performance.conf）

# 降低 swap 倾向，减少抖动
vm.swappiness = 10

# 脏页阈值：高写入负载可适当下调以缩短回收停顿
vm.dirty_ratio = 10
vm.dirty_background_ratio = 5

• 持久化与生效
  • 应用：sudo sysctl -p /etc/sysctl.d/99-centos-performance.conf
  • 验证：sysctl -a | grep <参数名>
• CPU 调频服务（确保开机生效）
  • 启用 performance：sudo cpupower frequency-set -g performance
  • 开机自启（示例）：创建 /etc/systemd/system/cpupower-performance.service

    [Unit]
    Description=Set CPU governor to performance
    After=sysinit.target
    
    [Service]
    Type=oneshot
    ExecStart=/usr/bin/cpupower frequency-set -g performance
    RemainAfterExit=yes
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
    

  • 启用：sudo systemctl daemon-reload && sudo systemctl enable --now cpupower-performance.service

六 验证与风险控制

• 验证方法：复跑第 一 节的 60 秒快检与 perf top/bcc 脚本，对比优化前后在 P95/P99 延迟、吞吐、上下文切换、软中断等指标的变化；网络场景可用 sar -n DEV/TCP,ETCP 观察 pps、重传率、丢包；存储场景用 iostat -xz 观察 await、svctm、util。
• 风险与变更管理：所有改动先在 测试环境验证并保留回滚方案；每次仅调整 一个变量并观察；对 irqbalance、NUMA 绑核、实时内核等变更，务必结合业务 SLA 与延迟/吞吐目标谨慎评估。