硬盘驱动在CentOS如何优化

CentOS 硬盘与 I/O 优化实操指南

一基线评估与监控

使用以下工具建立性能基线并定位瓶颈：
- iostat：iostat -dxm 2（关注 await、r/s、w/s、util%）
- 进程级 I/O：iotop -oPa
- 基准测试：fio（4K 随机/顺序场景）、bonnie++（综合吞吐与延迟）
示例 fio 命令（4K 随机读，libaio，运行 60 秒）：
- fio --name=randread --ioengine=libaio --rw=randread --bs=4k --numjobs=4 --size=1G --runtime=60
建议先记录优化前后指标，便于量化收益与回滚。

二内核与虚拟内存参数

调整脏页阈值与回写间隔，平衡突发写入与延迟抖动：
- 建议范围（按内存与负载微调）：
  - vm.dirty_ratio：5–20（默认通常为 20；写压力高或延迟敏感可下调）
  - vm.dirty_background_ratio：3–10（默认通常为 10；先触发后台回写）
  - vm.dirty_writeback_centisecs：100–500（单位 1/100 秒；持续写入可适当减小以降低尖峰）
  - vm.dirty_expire_centisecs：1500–30000（单位 1/100 秒；重载写入可适当缩短）
临时生效示例：
- sysctl -w vm.dirty_ratio=10
- sysctl -w vm.dirty_background_ratio=5
- echo 100 > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
- echo 1500 > /proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs
持久化：写入 /etc/sysctl.d/99-io-tuning.conf，执行 sysctl -p
原理要点：当脏页占比达到 dirty_background_ratio 时触发后台回写；达到 dirty_ratio 时应用写可能被同步阻塞，需结合业务容忍度与内存容量权衡。

三 I/O 调度器选择与设置

查看与切换（示例设备 sda）：
- 查看：cat /sys/block/sda/queue/scheduler
- 临时切换：echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler
启动项设置（可选，CentOS 7/8 GRUB2）：
- grubby --update-kernel=ALL --args=“elevator=noop”
- 注意：部分新内核忽略内核命令行 elevator 参数，优先使用 /sys/block 接口
适用场景建议：
- SSD/NVMe/虚拟化：NOOP（或 mq-deadline）
- HDD 高并发/数据库：Deadline
- 通用桌面/交互负载：CFQ（已逐步弱化）
队列与预读（按设备调整）：
- 队列深度：echo 256 > /sys/block/sda/queue/nr_requests（默认常见为 128）
- 预读：blockdev --setra 512 /dev/sda 或 echo 256 > /sys/block/sda/queue/read_ahead_kb
说明：CFQ 支持 ionice 做 I/O 优先级；NOOP/CFQ 不支持 ionice。

四文件系统与挂载选项

文件系统选择（重负载/大文件/海量小文件优先 XFS；通用稳定可选 EXT4）：
- XFS：动态 inode、并行日志、对大文件/高并发更友好
- EXT4：稳定性成熟、工具链完善
挂载选项（减少不必要元数据开销）：
- 通用：defaults,noatime,nodiratime
- 日志策略：XFS 可用 data=writeback（权衡一致性，需业务允许）
对齐与格式化（SSD/NVMe 强烈建议 4K 对齐）：
- 分区对齐：parted /dev/sdX --align optimal
- XFS：mkfs.xfs -f -s size=4096 /dev/sdX
- EXT4：mkfs.ext4 -E stride=16,stripe_width=16 /dev/sdX（视条带参数而定）
TRIM（SSD 定期执行，建议每周一次）：
- fstrim -v /mount_point
注意：修改文件系统与挂载选项涉及数据风险，务必先备份并离线验证。

五硬件与阵列层优化

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