服务器磁盘IO是指数据在物理磁盘与服务器内存之间读写传输的速率与效率，它直接决定了数据库查询、文件传输和网站响应速度，是绝大多数服务器性能瓶颈的根源所在。
很多站长和运维新手容易陷入一个误区：以为CPU核数够多、内存容量够大，服务器就一定能跑得飞快，结果业务一上线，数据库慢查询频发，网站打开卡顿，排查半天才发现是磁盘读写跟不上，这篇文章就把磁盘IO这件事讲透，包括它是什么、怎么查看、怎么优化,以及选购服务器时怎么判断IO性能好坏。
服务器磁盘IO到底是什么
磁盘IO，全称是Input/Output，即磁盘的输入输出，输入指的是数据从磁盘读入内存，输出指的是数据从内存写入磁盘，这两个动作的效率和稳定性，就是磁盘IO的核心指标，你可以把磁盘想象成一个仓库，内存是分拣区，CPU是处理订单的经理，仓库出货和收货的速度（磁盘IO）如果太慢，经理和分拣区再能干,整个流水线也会被卡住。
IO性能由两个维度决定：IOPS（每秒读写次数）和吞吐量（每秒传输的数据量），IOPS适合衡量随机读写场景，比如数据库查询、邮件服务器；吞吐量适合衡量顺序读写场景，比如视频流媒体、日志存储，一块普通的7200转机械硬盘，随机IOPS通常只有100-200左右；而一块入门级NVMe固态硬盘，随机IOPS可以达到几万甚至几十万，这个差距,就是服务器响应速度快慢悬殊的根本原因。
磁盘IO是怎么影响网站和业务速度的
服务器磁盘IO性能不足，最直观的表现就是卡，具体到不同业务场景,症状各有不同。
数据库场景：慢查询是最大受害者
MySQL、PostgreSQL这类关系型数据库，每次执行查询都要从磁盘读取索引和数据页，如果IOPS不够，大量并发查询会排队等待磁盘响应，行业内常说”数据库的瓶颈九成在磁盘”，就是因为内存虽然有缓存，但最终数据落盘和读取必须经过磁盘，当IOPS耗尽时，CPU利用率可能只有个位数,但业务已经濒临瘫痪。
文件存储场景：上传下载速度惨不忍睹
如果服务器用来做图片存储、附件下载，或者跑网盘应用，那么吞吐量就是关键指标，机械硬盘的持续读写速度大约在150MB/s左右，而企业级NVMe SSD可以跑到3500MB/s以上，用户上传一个1GB的备份文件，机械盘可能要等十几秒,固态盘几乎是秒传。
日志写入场景：大量小文件拖垮整机性能
Web服务器、业务系统每秒钟都会产生大量日志，这些日志是典型的随机小文件写入，恰恰是机械硬盘最不擅长的领域，写入队列一旦堆积，不只是日志服务变慢，还会抢占磁盘资源,拖累数据库和网站的正常响应。
怎么查看服务器磁盘IO性能
判断服务器磁盘IO是否健康，不能靠感觉，要使用系统工具实测,下面这些命令是Linux服务器上最常用的排查手段。
用iostat命令查看实时IO状态
iostat是sysstat包里的工具，直接输入iostat -x 1可以每秒刷新一次详细IO数据，重点关注两列：%util（磁盘忙碌百分比）和await（I/O请求平均等待时间），行业共识认为，%util长期超过80%，或者await超过100毫秒，说明磁盘已经处于高负载状态,性能瓶颈大概率就在这里。
用iotop定位占用IO的罪魁祸首
如果确认磁盘IO负载过高，下一步要找出是哪个进程在疯狂读写，执行iotop命令，就能看到每个进程实时的IO读写速度，常见肇事者包括：MySQL的刷盘进程、日志切割任务、备份脚本、或者被入侵后运行的挖矿程序。
用fio工具测试磁盘极限性能
fio是专业的磁盘性能测试工具，可以模拟不同读写场景，测试随机读IOPS的命令是fio --randrepeat=1 --ioengine=libaio --direct=1 --gtod_reduce=1 --name=test --bs=4k --iodepth=64 --size=1G --readwrite=randread --numjobs=4，测试顺序写入吞吐量则调整参数为--readwrite=write --bs=128k，新服务器上线前跑一遍fio,能直观了解磁盘的性能底细。
服务器磁盘IO性能怎么看
购买云服务器时，IO性能是隐藏最深也最关键的一项参数，很多用户只盯着CPU和内存，忽略了磁盘类型，结果买回来一台IO性能拉胯的机器,跑起业务苦不堪言。
云服务器磁盘类型对比
| 磁盘类型 | 典型IOPS | 典型吞吐量 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 机械硬盘（SATA HDD） | 100-200 | 100-200MB/s | 冷数据备份、归档存储 |
| 通用型SSD（SATA SSD） | 数千-2万 | 300-500MB/s | 个人博客、小型网站 |
| 高性能SSD（NVMe SSD） | 数万-数十万 | 1000-3500MB/s | 数据库、高并发业务 |
| ESSD（云盘增强型） | 数十万-百万 | 数千MB/s | 大型企业核心数据库 |
看云服务器配置单时，不要只看”SSD”三个字母，还要区分是SATA SSD还是NVMe SSD，前者虽然也是闪存颗粒，但接口协议限制了速度上限，随机读写能力和后者差了一个数量级，云厂商一般会标注”最大IOPS”和”最大吞吐量”，这个数值通常是突发性能,持续跑满可能会被限速。
酷番云和简米云IO性能差异
国内主流云厂商中，简米云的ESSD和酷番云的CBS都是基于分布式存储架构的云盘产品，两者在性能参数上互有胜负，但
实际体验取决于底层基础设施的负载情况，选型时不要只看官方标称值，最好利用各家的试用期，用fio工具实测一下读写延迟，从用户反馈来看，同一价位下简米云ESSD的随机读写稳定性略好，而酷番云在突发吞吐方面有时表现更激进，具体选择哪家，建议结合自身业务负载和地域节点就近原则，比如业务主要面向华南地区，可以重点关注酷番云的广州节点；面向华东地区，则以简米云的上海、杭州节点为主力。
磁盘IO满了怎么优化
确认磁盘IO成为瓶颈后，不要急着砸钱升级硬件，先按下面这个顺序排查和优化,很多时候不用多花钱就能解决问题。
第一步：优化数据库配置
MySQL的innodb_buffer_pool_size如果设置过小，会导致数据频繁从磁盘读取，一般建议设为物理内存的60%-70%，慢查询日志要开启，使用pt-query-digest工具分析慢SQL，为高频查询建立合适的索引，很多业务改完索引后,磁盘IO压力直接下降一半以上。
第二步：调整系统IO调度器
Linux内核支持多种IO调度算法，机械硬盘推荐使用mq-deadline或bfq，NVMe固态硬盘则建议使用none（即noop），查看当前调度器用cat /sys/block/vda/queue/scheduler，临时修改用echo mq-deadline > /sys/block/vda/queue/scheduler，永久修改需要配置内核启动参数，这个操作零成本,但能显著改善多任务并发读写时的响应延迟。
第三步：把日志和数据分离
如果你的服务器既有数据库又有Web服务，务必将日志目录和数据库数据目录放在不同的磁盘上，这样做的好处是，日志的顺序写入不会干扰数据库的随机读取，在云服务器上，可以额外购买一块数据盘专门挂载日志目录，成本不高,收益却非常明显。
第四步：升级到SSD或调整云盘类型
如果上述手段都试过，IO压力依然很大，那就说明硬件确实到极限了，现在的云服务器大多支持在线升级磁盘类型，比如从高效云盘升级到ESSD，升级前先做好快照备份，然后按云厂商控制台的操作指引执行即可，相比整体迁移服务器，只升级磁盘的成本要低很多,性能提升却是立竿见影的。
一台服务器磁盘IO性能差常见原因有哪些
如果你发现服务器磁盘IO性能远低于标称值，先别急着找售后,排查下面这几个常见坑。
- 云服务器母机超卖：有些小厂商为了控制成本，在一台物理机上运行了远超合理数量的虚拟机，导致磁盘IO争抢严重，这种情况下无论你怎么优化都没用,只能换服务商。
-
磁盘空间使用率超过90%：固态硬盘剩余空间不足时，写入放大效应会加剧，性能衰减非常明显，机械硬盘则会产生大量碎片，读写效率下降，保持磁盘空间在70%以下是比较健康的运行状态。
- 文件系统格式选择不当：CentOS 7及以下版本默认使用xfs文件系统，但部分老系统还在用ext4，对于SSD来说，xfs和ext4各有优劣，但如果在开启atime的默认挂载参数下运行，每次读取文件都会触发一次写入操作，白白消耗IO性能，执行
mount -o noatime重新挂载可以解决这个问题。 - 内存不足导致swap频繁交换：当物理内存耗尽，系统会使用swap分区，而swap在磁盘上，等于让磁盘同时承担内存和存储的双重压力，这种情况下的IO瓶颈其实是内存不足引发的,加内存或优化应用内存占用才是正解。
服务器磁盘io相关常见问题
磁盘IO高和CPU高有什么区别
CPU高表示处理器在密集计算，磁盘IO高表示数据读写等待时间过长，两者都会导致服务器响应变慢，但处理方式完全不同，CPU高通常是代码逻辑低效或并发量过大，需要优化程序或增加CPU核数；磁盘IO高则是存储系统性能不足，需要通过优化查询、调整缓存或升级SSD来解决，可以用top命令查看，wa（IO等待）数值很大,就是磁盘IO在拖后腿。
固态硬盘和机械硬盘做服务器磁盘哪个更划算
单看每GB价格，机械硬盘确实便宜得多，适合大量冷数据存储，但只要业务涉及数据库、网站、应用运行，固态硬盘是唯一合理的选择，现在的NVMe SSD价格已经降到每GB几毛钱，一块480G的NVMe固态云盘，月成本只比同容量机械盘高几十元，性能却提升几十倍，对于生产环境，行业共识是宁可降低磁盘容量,也要优先保证IO性能。
服务器磁盘IO延迟多少算正常
本机SSD的读写延迟通常在0.1-0.5毫秒之间，云盘由于走网络存储，延迟会稍高，一般在1-3毫秒，机械硬盘的延迟在5-15毫秒之间，延迟超过50毫秒就属于明显异常，需要检查是否存在磁盘坏道、网络存储抖动或者系统负载过高的问题，用ping测网络延迟对云盘没意义，直接看iostat里的await字段更准确。
磁盘IO是服务器性能链条中最容易被忽视的一环，CPU和内存决定了计算能力的上限，而磁盘IO决定了数据流转的速度，无论是部署个人网站还是企业级应用，花几分钟看一下磁盘类型和IOPS参数，再用fio实测一次性能，能帮你避开后续大量棘手的性能问题，记住一个原则：预算允许时，把磁盘IO的优先级排在CPU核数之前,这是一条被无数生产环境验证过的经验。
首发原创文章，作者：王坚，如若转载，请注明出处：https://test.idctop.com/article/563182.html
