让我们深入了解Linux IO调度器的世界，看看如何为现代存储技术进行调优。准备好，因为我们即将从0到100K IOPS飞速前进！

IO调度器概况

在我们开始调优之前，先快速浏览一下现代Linux内核中可用的IO调度器：

  • CFQ（完全公平排队）：老牌可靠，但已显老态
  • Deadline：全能型选手，特别适合混合工作负载
  • NOOP：简单高效，适用于SSD
  • BFQ（预算公平排队）：新秀，承诺更好的延迟
  • mq-deadline：Deadline的多队列版本
  • Kyber：为快速存储和多队列设置而设计

每个调度器都有其优缺点。诀窍在于找到适合您特定硬件和工作负载的调度器。

识别当前使用的调度器

在我们开始调整之前，先看看您当前使用的调度器。运行以下命令：

$ cat /sys/block/sda/queue/scheduler

您会看到类似这样的输出：

[mq-deadline] kyber bfq none

括号中的调度器是当前正在使用的。

为现代存储选择合适的调度器

如果您使用的是SSD或NVMe驱动器，您可能需要考虑NOOP、Kyber，甚至是“none”（这实际上绕过了调度器）。以下是快速指南：

  • 对于SSD：NOOP或“none”
  • 对于NVMe：Kyber或“none”
  • 对于混合SSD/HDD设置：BFQ或mq-deadline

调优您选择的调度器

假设您决定为NVMe驱动器选择Kyber。以下是调优方法：

$ echo "kyber" > /sys/block/nvme0n1/queue/scheduler
$ echo 2 > /sys/block/nvme0n1/queue/iosched/read_lat_nsec
$ echo 10000 > /sys/block/nvme0n1/queue/iosched/write_lat_nsec

这将Kyber设置为调度器，并调整读写操作的目标延迟。

专业提示：在更改前后始终进行基准测试。对一个系统有效的方法可能对另一个系统无效。

IOPS对决：基准测试您的更改

现在我们已经做了一些更改，看看它们是否真的有所不同。我们将使用fio进行基准测试：

$ fio --name=random-write --ioengine=posixaio --rw=randwrite --bs=4k --size=4g --numjobs=1 --runtime=60 --time_based --end_fsync=1

在更改前后运行此命令以查看影响。

超越调度器：其他调优选项

IO调度器只是冰山一角。以下是您可以探索的其他领域：

  • I/O队列深度：使用nr_requests进行调整
  • 预读：使用read_ahead_kb进行调优
  • I/O优先级：使用ionice进行精细控制

注意事项：需要注意的事项

在您疯狂更换调度器之前，请记住以下几点：

  • 更改调度器可能会影响应用程序行为
  • 某些更改可能需要重启才能生效
  • 始终在非生产环境中彻底测试

总结：IO调度的未来

随着存储技术的不断发展，IO调度器也将随之演变。关注以下发展：

  • Blk-mq（多队列块IO排队机制）
  • IO_uring用于异步I/O
  • NVMe SSD的分区命名空间（ZNS）

这些技术正在塑造Linux中存储性能的未来。

思考题

在我们结束时，给大家一个思考题：随着存储速度的不断提升，传统的IO调度器是否正在变得过时？还是它们将演变以应对我们尚未想到的新挑战？

记住，最好的IO调度器是最适合您特定用例的那个。不要害怕尝试、基准测试，并为您的系统找到完美的匹配。调优愉快！

结束语：在IO调度的世界中，没有一种解决方案适合所有情况。关键在于为您的特定工作负载找到性能、延迟和公平性之间的最佳平衡。