13 微调 I/O 性能 #
I/O 调度用于控制将输入/输出操作提交到存储空间的方式。SUSE Linux Enterprise Desktop 提供适合不同工作负载的多种 I/O 算法（称为 elevators）。电梯算法有助于减少搜寻操作并可指定 I/O 请求的优先级。
如何选择最合适的 I/O 电梯算法不仅取决于工作负载，还取决于硬件。例如，每个 ATA 磁盘系统、SSD、RAID 阵列或网络存储系统都需要不同的微调策略。
13.1 切换 I/O 调度 #
SUSE Linux Enterprise Desktop 在引导时会选取默认的 I/O 调度程序，您可以针对每个块设备即时更改此设置。例如，可为托管系统分区的设备以及托管数据库的设备设置不同的算法。
根据设备是否报告为旋转磁盘为每个设备选择默认 I/O 调度程序。如果是旋转磁盘，则选取 BFQ I/O 调度程序。其他设备默认选择 MQ-DEADLINE 或 NONE。
要更改正在运行的系统中特定设备的电梯算法，请运行以下命令：
>sudoecho SCHEDULER > /sys/block/DEVICE/queue/scheduler
此处，SCHEDULER 为 bfq、none、kyber 或 mq-deadline。DEVICE 是块设备（例如 sda）。此项更改在重引导期间不会保留。要对特定设备进行永久的 I/O 调度程序更改，请将 /usr/lib/udev/rules.d/60-io-scheduler.rules 复制到 /etc/udev/rules.d/60-io-scheduler.rules，然后根据需要编辑后一个文件。
13.2 使用 blk-mq I/O 路径的可用 I/O 电梯算法 #
下面是 SUSE Linux Enterprise Desktop 上可用于使用 blk-mq I/O 路径的设备的电梯算法列表。如果某个电梯算法包含可调参数，可使用以下命令设置这些参数：
echo VALUE > /sys/block/DEVICE/queue/iosched/TUNABLE
在上述命令中，VALUE 是 TUNABLE 的所需值，DEVICE 是块设备。
要确定某个设备（例如 sda）适用哪些电梯算法，请运行以下命令（当前选择的调度程序列在方括号中）：
> cat /sys/block/sda/queue/scheduler
[mq-deadline] kyber bfq none13.2.1 MQ-DEADLINE #
MQ-DEADLINE 是以延迟为导向的 I/O 调度程序。MQ-DEADLINE 具有以下可调参数：
MQ-DEADLINE 可调参数 #文件 | 说明 |
|---|---|
| 控制优先处理读取操作而不是写入操作的次数。值 默认值为 |
| 设置读取操作的最后期限（当前时间加 默认值为 |
| 设置写入操作的最后期限（当前时间加 默认值为 |
| 启用 (1) 或禁用 (0) 前端合并请求尝试。 默认值为 |
| 设置每批的最大请求数（仅检查批的最后期限失效时间）。使用此参数可在延迟与吞吐量之间实现平衡。如果设置为 默认值为 |
13.2.2 NONE #
如果选择 NONE 作为 blk-mq 的 I/O 电梯算法选项，则不会使用任何 I/O 调度程序，并且 I/O 请求将传递给设备，而不做进一步的 I/O 调度交互。
NONE 是 NVM Express 设备的默认值。与其他 I/O 电梯算法选项相比，此选项不会产生开销，被认为是通过多个队列向此类设备传递 I/O 请求最快的方式。
NONE 没有可调参数。
13.2.3 BFQ（预算公平队列） #
BFQ 是以公平性为导向的调度程序。其描述为“基于 CFQ 片服务模式的按比例存储 I/O 调度算法。但 BFQ 会向进程分配预算（以扇区数计）而不是时间片。”（来源：linux-4.12/block/bfq-iosched.c）
BFQ 允许向调度决策期间要考虑的任务分配 I/O 优先级（请参见第 9.3.3 节 “使用 ionice 指定磁盘访问优先级”）。
BFQ 调度程序具有以下可调参数：
BFQ 可调参数 #文件 | 说明 |
|---|---|
| 值以毫秒为单位，指定处于空闲状态多长时间，以等待对空队列发出下一个请求。 默认值为 |
| 与 默认值为 |
| 启用 (1) 或禁用 (0) 默认值为 |
| 向后搜寻的最大值（以 KB 为单位）。 默认值为 |
| 用于计算向后搜寻的成本。 默认值为 |
| 用于设置异步请求超时的值（以毫秒为单位）。 默认值为 |
| 值以毫秒为单位，指定同步请求的超时。 默认值为 |
| 选择某个任务（队列）后，为其提供服务的最长时间（以毫秒为单位）。 默认值为 |
| 在 默认值为 |
| 启用 (1) 或禁用 (0)，需要 默认值为 |
13.2.4 KYBER #
KYBER 是以延迟为导向的 I/O 调度程序。使用它可以设置读取操作和同步写入操作的目标延迟，并限制 I/O 请求以尝试符合这些目标延迟。
KYBER 可调参数 #文件 | 说明 |
|---|---|
| 设置读取操作的目标延迟，以纳秒为单位。 默认值为 |
| 设置写入操作的目标延迟，以纳秒为单位。 默认值为 |
13.3 I/O 屏障微调 #
在完成 fsync 之后或在事务提交期间，某些文件系统（例如 Ext3 或 Ext4）会向磁盘发送写屏障。写屏障会强制按正确排序写入，以确保能安全使用非永久磁盘写缓存（但会导致性能下降）。如果您的磁盘以这样或那样的方式采用了电池供电机制，禁用屏障可以安全地改善性能。
nobarrier 已弃用
XFS 的 nobarrier 选项已弃用，它在 SUSE Linux Enterprise 15 SP2 和更高版本中不是有效的挂载选项。任何明确指定该标志的 XFS 挂载命令都可能无法挂载文件系统。为防止发生这种问题，请确保不存在任何包含 nobarrier 选项的脚本或 fstab 项。
您可以使用 nobarrier 挂载选项禁用发送写屏障。
当磁盘无法保证在电源故障情况下正确写入缓存时，禁用屏障可能会导致严重的文件系统损坏和数据丢失。