一、合理规划分区布局
优化分区数量与大小是提升磁盘I/O的基础。减少分区数量可降低内核管理分区的开销，避免过多分区导致的寻址延迟；避免单个分区过大（如超过2TB），防止文件系统碎片化加剧（尤其是ext4等传统文件系统）。同时，将高频访问的分区（如/、/var、/home）置于磁盘外侧柱面——机械硬盘外侧柱面转速更快、单次旋转覆盖区域更大，能显著提升读写性能。此外，为关键目录单独分区（如/var用于存储日志、/home用于用户数据），可减少系统IO操作的相互干扰，避免某个目录的IO高峰影响整体性能。
二、选择合适的文件系统
文件系统的特性直接影响I/O性能。ext4是通用场景的首选，支持大文件（单文件最大16TB）和日志功能，稳定性高；XFS适合处理大文件（如视频、数据库文件）和高并发I/O，其延迟分配（Delayed Allocation）特性减少了碎片化，吞吐量优于ext4；Btrfs具备快照和卷管理功能，适合需要数据保护的现代存储应用，但对硬件要求较高。选择时需结合应用场景：数据库服务器推荐XFS（高并发），普通服务器推荐ext4（稳定性）。
三、优化分区对齐
分区对齐是提升磁盘效率的关键，尤其针对SSD或RAID阵列。分区对齐到物理扇区边界（通常为4K）可减少磁盘寻道次数，避免“跨扇区”写入带来的额外开销。创建分区时，可使用parted工具（mkpart命令指定起始扇区）或fdisk的align选项，确保分区起始位置与物理扇区对齐。例如，使用parted创建4K对齐分区：parted /dev/sda mkpart primary 1MiB 100%（1MiB起始位置满足多数磁盘的4K扇区对齐要求）。
四、调整挂载选项
挂载选项可显著减少不必要的磁盘IO。noatime：禁用文件访问时间更新，避免每次读取文件都写入元数据（减少约30%的写操作）；nodiratime：禁用目录访问时间更新，进一步降低IO；data=writeback：加速写操作（将数据写入日志后再写入数据区），但需承担崩溃后数据丢失的风险（适合对性能要求高、能容忍少量数据丢失的场景）；barrier=0：禁用写障碍（提高写入性能），但会降低数据安全性（仅在确保电源稳定的场景下使用，如数据库服务器）。示例：mount -o noatime,nodiratime,data=writeback /dev/sda1 /mnt/data。
五、选择合适的I/O调度器
I/O调度器决定了磁盘请求的处理顺序，不同调度器适用于不同场景：
noop：无调度（适合SSD，SSD无机械寻道，内核调度即可满足需求）；deadline：保证IO请求的延迟（适合数据库服务器，如MySQL、PostgreSQL，减少I/O饥饿）；cfq：完全公平队列（适合通用场景，为每个进程分配相等的IO带宽，适合桌面或轻量级服务器）。cat /sys/block/sda/queue/scheduler（显示[noop] deadline cfq，方括号内为当前调度器）；修改调度器：echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler（需root权限）。需根据应用负载测试选择最优调度器。六、优化预读与缓存
预读（Read Ahead）：提前读取后续可能用到的数据，提升顺序IO性能。调整预读大小：blockdev --setra 1024 /dev/sda（设置预读大小为1024KB，适合大文件读取）；查看当前预读值：blockdev --getra /dev/sda。缓存：利用系统内存作为缓存，减少物理磁盘访问。调整vm.dirty_ratio（脏数据占内存比例，超过则触发写回）和vm.dirty_background_ratio（后台写回脏数据比例）：echo "vm.dirty_ratio=10" >> /etc/sysctl.conf、echo "vm.dirty_background_ratio=5" >> /etc/sysctl.conf（减少脏数据积累，避免突发写操作导致IO瓶颈）；应用sysctl -p使配置生效。
七、使用LVM优化分区管理
LVM（逻辑卷管理）提供灵活的分区调整能力，避免频繁重分区。通过LVM可将多个物理磁盘聚合为卷组（VG），再创建逻辑卷（LV），支持动态扩展（如lvextend命令）或缩小（如lvreduce命令），无需停机。此外，LVM的条带化（-i选项）可将数据分布在多个物理磁盘上，提升并行IO性能（类似RAID 0）。示例：创建卷组和逻辑卷：pvcreate /dev/sda /dev/sdb（初始化物理卷）、vgcreate vg_data /dev/sda /dev/sdb（创建卷组）、lvcreate -L 100G -n lv_data vg_data（创建100G逻辑卷）。
八、定期监控与维护
持续监控磁盘I/O状态是优化的关键。使用**iostat（iostat -x 1）查看磁盘利用率（%util）、每秒IO操作数（tps）、平均等待时间（await）等指标，识别瓶颈磁盘；iotop（iotop -o）实时监控进程级IO使用情况，找出高IO进程（如数据库、备份工具）；fstrim**（fstrim -av）定期清理SSD上的无效数据块（释放空间，提升写入性能），可添加到cron任务（如每天凌晨3点执行）。通过监控数据调整优化策略，确保系统性能持续提升。
