《Tuning I/O Performance》讀后筆記

《Tuning I/O Performance》，文章地址：http://doc.opensuse.org/products/draft/SLES/SLES-tuning_sd_draft/cha.tuning.io.html

大家在讀了原文后若有更好的見解，請不吝賜教，謝謝！

    文章以SUSE Linux Enterprise Server為例講解了Linux系統的IO調度策略及調優，可適應于其他Linux操作系統，如CentOS、UBUNTU等。

    1、查看當前IO調度策略（大多數Linux發行版的默認策略是CFQ）

         命令：cat /sys/block/sda/queue/scheduler

         結果：noop anticipatory deadline [cfq]   #CentOS系統，可知可用的調度策略和當前調度策略，[]中的為當前系統采用的調度策略

    2、更改當前調度策略

         a、在系統啟動時加入elevator=SCHEDULER 的內核參數

         b、直接修改內核參數：echo SCHEDULER > /sys/block/DEVICE/queue/scheduler

    3、策略調優

         各個策略均有參數可以調優，參數路徑大致相同，在 /sys/block/DEVICE/queue/iosched/目錄下

         命令：echo VALUE > /sys/block/DEVICE/queue/iosched/TUNABLE

     4、各主要策略調優

          a、CFQ(Completely Fair Queuing)

               i、CFQ是一個公平的算法，每個線程都有一個時間片來提交I/O請求，不同的任務也可以分配不同的I/O優先級（man 1 ionice）

               ii、可調優的參數

                   /sys/block/<device>/queue/iosched/slice_idle

                      #就算一個任務當前沒有I/O請求了，采用此策略仍然會等待一段時間才切換到下一個線程。

                      #針對 SSDs、多磁盤SAN等當前磁道位置（不用額外花費時間尋址）不是特別重要的，只可以把此參數設置為0可以明顯提高吞吐量。
                  

                  /sys/block/<device>/queue/iosched/quantum
                      #限制設備同時處理的請求數量，默認值是4
                      #調高此值雖然可以提高性能，但因為并發處理量增多了，可能會增加某些I/O的延時

                      #所以可調整/sys/block/<device>/queue/iosched/slice_async_rq（默認是2，限制同一時間片的異步寫請求數量）

                 /sys/block/<device>/queue/iosched/low_latency
                      #對I/O延遲要求非常高的負載環境中，可以將此值設置為1會好一些

          b、NOOP

               i、它是一種非常普通的調度策略，有I/O請求時它就處理，它可以用來檢測其它調度算法在復雜I/O環境下是否引起了I/O性能。

               ii、有自身的的調度算法的設備，如智能存儲設備、SSDs等，雖然一般情況下DEADLINE更適合這些設備，但在較低負載下它的性能可能會更好。

          c、DEADLINE

               i、DEADLINE是為降低延時而設計的，每個I/O請求分配了一個結束時間，超時后便會暫存到隊列（讀和寫兩個隊列）中，當沒有超時的請求時再處理這些隊                    列里的請求，這個算法對讀的好處大于寫。

               ii、在并發讀寫及優先級不是非常重要的情況下，此調試要比CFQ策略性能好許多。

               iii、調優參數

                    /sys/block/<device>/queue/iosched/writes_starved  

                      #控制在多少個讀請求后可以處理一個寫請求，設置為3表示處理3個請求后可以處理一個寫請求

                    /sys/block/<device>/queue/iosched/read_expire
                       #以毫秒為單位，默認值是500，設置讀操作的超時時間（當前時間往后推read_expire值便是超時的時間點）

                    /sys/block/<device>/queue/iosched/write_expire
                       #同上，控制寫請求超時時間

     5、I/O Barrier調優

         Write Barriers 是一種內核機制，可以保證文件系統元數據正確有序地寫入持久化存儲，哪怕持久化存儲掉電的情況也能保證。大多數文件系統（XFS、ext3、ext4、reiserfs）在fsync或事務提交的時候便會觸發 Write Barriers 。可在有備用電池的磁盤關閉 Write Barriers 來提高性能。

        可在ext3、ext4、reiserfs文件系統掛載時加上barrier=0的選項，XFS掛載時使用nobarrier選項。