VirtualBox 中 CentOS 存储性能优化
一 存储控制器与磁盘类型
- 控制器选择：系统盘优先使用 SATA 控制器；如必须使用 NVMe，请安装 VirtIO 驱动 后再用 NVMe 控制器，以获得更高 IOPS 与更低 CPU 开销。
- 磁盘类型：优先选择 固定大小（Fixed） 虚拟硬盘以获得更稳定的顺序与随机 I/O；若空间弹性更重要，再选 动态分配（Dynamic）。
- 缓存策略：在虚拟机设置的 存储 → SATA 控制器 → 属性 → 硬盘 → 固态驱动器 勾选，启用 SSD 仿真；并在 存储 → 控制器:SATA → 端口 0 → 高级 将 主机 I/O 缓存 设为 开启（提升元数据与随机写性能，注意断电风险由宿主机承担）。
- 多磁盘场景：将 数据盘 单独挂到 第二个 SATA 端口，避免与系统盘争抢 I/O 队列。
二 宿主机与 VirtualBox 设置
- 启用虚拟化：在宿主机 BIOS 打开 VT‑x/AMD‑V，并在 VirtualBox 全局设置中启用硬件虚拟化，减少虚拟化开销。
- 更新版本：保持 VirtualBox 与宿主机驱动 为最新稳定版，获取 I/O 路径与调度优化修复。
- 存储路径：将虚拟磁盘文件放在 本地 SSD/NVMe 上，避免放在网络共享或加密盘。
- 快照策略：频繁快照会显著降低 I/O 并影响合并/压缩效果，生产环境建议 少用或合并快照。
三 CentOS 内文件系统与 I/O 调度
- 安装增强功能：在客户机中安装 VirtualBox Guest Additions，可获得更好的 I/O 与图形集成。
- 文件系统挂载优化：在 /etc/fstab 为主分区添加 noatime,nodiratime，减少元数据写入；示例：
/dev/sda1 / ext4 defaults,noatime,nodiratime 0 0
- I/O 调度器：对 SSD/NVMe 使用 none/mq-deadline，对机械盘使用 mq-deadline；查看与临时切换：
cat /sys/block/sda/queue/scheduler
echo mq-deadline | sudo tee /sys/block/sda/queue/scheduler
- 透明大页（THP）：数据库等重负载建议关闭或延迟分配，降低抖动：
echo never | sudo tee /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
echo never | sudo tee /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag
- 写回策略：适度降低脏页回写阈值以减少抖动（示例值，需结合负载测试）：
sudo sysctl -w vm.dirty_background_ratio=5
sudo sysctl -w vm.dirty_ratio=10
- 空间回收与对齐：
- 定期清理并回收空间（见第四节）。
- 若使用 LVM/RAID，确保 起始扇区 4MiB 对齐，避免跨条带写放大。
四 空间回收与 VDI 瘦身
- 适用前提：虚拟磁盘为 动态扩展 且已删除大量文件。
- 操作步骤：
- 在客户机删除无用文件后，用零填充空闲空间并删除填充文件：
sudo dd if=/dev/zero of=/zero bs=1M status=progress
sudo rm -f /zero
- 关闭虚拟机。
- 在宿主机执行压缩（路径含空格需加引号）：
VBoxManage modifyhd “/path/to/disk.vdi” --compact
- 如需进一步回收，先 删除快照 再压缩，效果更显著。
- 风险提示：填充与压缩会显著增加磁盘写入与 I/O 时间，请在维护窗口执行并提前备份。
五 监控与验证
- 客户机内：使用 iostat -x 1、vmstat 1、sar -d 观察 await、r/s、w/s、util% 等指标，验证调度器、挂载选项与缓存策略的效果。
- 宿主机侧：观察 磁盘活动时间、队列深度 与 CPU I/O 等待，确认瓶颈是否在存储路径。
- 变更流程：每次只调整 一个变量（如调度器或挂载选项），通过基准测试对比 IOPS、延迟与吞吐，再决定是否固化到配置。
