centos硬盘驱动优化方法

CentOS 硬盘与块设备性能优化指南

一 基线评估与监控

• 使用 hdparm 评估裸盘顺序读性能：执行 hdparm -Tt /dev/sda，关注 Timing buffered disk reads 的 MB/s，用于建立优化前后对比基线。
• 使用 smartctl 查看磁盘健康与能力：smartctl -A /dev/sda，检查 Reallocated_Sector_Ct、UDMA_CRC_Error_Count 等关键 SMART 项，排除硬件隐患。
• 运行时监控 I/O：iostat -dxm 2 观察 await、r/s、w/s、util 等指标；iotop -oPa 定位进程级热点 I/O。
• 负载级压测与对比：使用 fio 进行 4K 随机/顺序、队列深度等场景测试，便于量化调优收益。

二 块层与 I/O 调度优化

• 查看与切换 I/O 调度器：cat /sys/block/sdX/queue/scheduler；临时切换 echo noop|deadline|cfq > /sys/block/sdX/queue/scheduler。
• 调度器选择建议：
  • SSD/NVMe/虚拟化：优先 NOOP（减少重排序，降低开销）。
  • HDD 高并发/数据库：优先 Deadline（读写设截止期，防饥饿，兼顾延迟与吞吐）。
  • 通用桌面/混合负载：可用 CFQ（按进程公平分配带宽）。
• 队列与预读：
  • 增大队列深度：echo 256 > /sys/block/sdX/queue/nr_requests（默认常见为 128，提升吞吐但增加内存占用）。
  • 调整预读：echo 4096 > /sys/block/sdX/queue/read_ahead_kb；或使用 blockdev --setra 8192 /dev/sdX（两者相关，注意单位换算）。
• 进程级 I/O 优先级（仅对 CFQ 有效）：ionice -c1 -n7 -p （实时类，优先级 7 最低）；ionice -c3 -p （空闲类，尽量不打扰）。

三 虚拟内存与回写策略

• 脏页阈值与回写间隔：
  • 降低同步刷脏阈值：sysctl -w vm.dirty_ratio=10；降低后台启动阈值：sysctl -w vm.dirty_background_ratio=5（减少突发同步阻塞，提升写稳定性）。
  • 缩短回写周期：sysctl -w vm.dirty_writeback_centisecs=100（更频繁回写，平滑尖峰）；长时小尖峰写入可适当增大。
  • 缩短脏页过期时间：sysctl -w vm.dirty_expire_centisecs=3000（默认 30000，即 30s；重载写可适当减小，避免合并过多小写放大延迟）。
• 说明：增大阈值可用更多内存换吞吐，持续恒定写入或强一致场景应降低阈值以减少抖动与数据滞留风险。

四 文件系统与挂载选项

• 文件系统选择：
  • XFS：适合大文件、海量小文件、并行元数据操作；支持在线碎片整理；故障恢复通常较快。
  • EXT4：通用稳定，修复工具成熟；对大容量恢复时间可能较长。
• 挂载与特性：
  • 减少元数据写入：挂载时加入 noatime,nodiratime（如 mount -t xfs -o defaults,noatime,nodiratime /dev/sdX /data）。
  • SSD 启用 TRIM：定期执行 fstrim -v /mount_point（建议每周或按负载制定计划任务）。
• 日志模式（EXT4）：
  • data=ordered（默认，仅元数据日志，较安全）；data=journal（最安全最慢）；data=writeback（性能高，数据一致性最弱）。

五 硬件与驱动层要点

• RAID 控制器：启用 WriteBack 缓存 并确保有 BBU 电池保护，可显著降低写延迟并提升吞吐（断电风险需由 BBU 覆盖）。
• NVMe 设备：可结合队列亲和性优化（如 echo 1 > /sys/block/nvme0n1/queue/rq_affinity），减少中断与 CPU 迁移开销（不同平台效果可能不同，需压测验证）。
• SATA/IDE 老设备（如仍在使用）：确保启用 DMA 与合适的 32 位传输，可用 hdparm -d1 -c1 /dev/hda 检查与开启；必要时调整多扇区 I/O 与预读，但务必谨慎并先备份。