許多系統管理者可能不曾聽過”磁盤分區對齊“之說，甚至一些有經驗的存儲管理者對分區對齊也不甚了解。磁盤分區不對齊現象是什麼，為什麼會造成比較嚴重的性能下降？相反，配置正确的分區起始位置（offset）設定會使存儲系統發揮更大的性能潛力。文章就磁盤分區對齊進行的介紹，并且給出了在windows平台上如何配置的方法。
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windows的磁盤有一種結構叫做master boot record(mbr), 它的預設大小為63個block（每個大小為512位元組）。它的存在使得磁盤的初始位置和的磁盤上第一個分區的初始位置有63個block的錯位。如果磁盤的單個track大于63個block的話。這就會導緻預設的初始的位置是從第64個開始。使檔案系統的中的track和位于磁盤中的兩個track之上。這種不對齊現象會導緻存儲系統的性能下降，原因是單個i/o請求會跨越多個磁盤上的track，進而導緻存儲系統的額外性能開銷。特别是對于一些随機i/o比較較大的應用程式，影響将更大。
而對于windows 2003以後支援的gpt disk，也會存在磁盤分區不對齊的現象，但是結構有所不同。如圖1所示（圖中機關為block，512位元組），所有的分區由1mb大小（2048 block）構成，第一個分區從lba 34開始，即17kb大小位置。這也就意味着所有的分區會有17kb的不對齊的情況發生。同樣會導緻i/o讀寫性能影響。
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出于最大化性能需求，任何到後端存儲陣列的i/o需要通過配置适當的結構化，進而避免任何i/o操作跨界現象的發生。如果i/o操作跨越多個界限，會帶來額外的資源開銷進而造成性能下降。是以，為了避免因為分區不對齊所造成的性能影響。需要使用工fdisk或者parted工具建立和對齊分區。
如何選擇一個正确的磁盤分區offset值，基本上emc和其他廠商建議的值都是“64kb”。為什麼要選擇64kb這個值呢，這裡解釋一下。首先講一下一個叫做實體磁道區域的概念。因為對于不同類型的保護級别，也可以說叫raid和磁盤類型，這個區域的範圍有所不同的。我們舉兩個個例子：
symmetrix緩存中的磁道區域機關大小為一個track，即64個block、32kb大小。如圖2所示，如果磁盤分區沒有被對齊，則任何32kb或者更大的i/o就需要跨越兩個track來進行，50%的16kb的i/o會可能會跨越兩個track，25%的8kb也會跨越兩個track，造成額外的存儲系統性能開銷。
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看了第一個例子，讀者可能會想，那把起始位右移一個block就好了啊，（mbr+reserved=63block），就不會有跨track的i/o發生了。接下來我們再看另外一個例子。一個3+1 raid5的單個條帶大小為四個track，即256個block、128kb大小。如果對于這類的磁盤，使用第64個block為起始位置，當linux i/o大小達到64kb的時候，如果i/o直接從緩存（單個track為32kb），則正好完成兩次讀取。但是如果，兩個連續的64kb i/o，且需要牽涉到後端raid5的實體磁盤讀寫，如下圖所示，第二個64kb就會出現跨越兩個條帶的情況發生，進而倒是讀或者寫的開銷加倍。
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在這種情況下，需要将起始位置調節成建議配置（64kb），這樣一來，linux最大i/o大小的情況也不會發生跨多個條帶的情況發生了。（圖3）
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是以說，無論是從存儲系統的緩存從讀取資料，還是i/o在緩存中不存在的情況，需要從底層實體磁盤上讀取資料。對于不同類型的磁盤，64kb的起始為是一個建議配置。
描述了磁盤分區對齊的原理後，下面介紹如何使用fdisk建立對齊分區的例子。在linux中，對齊分區操作需要要空資料的情況下進行，因為對齊分區操作會清空分區表并且該lun上的資料會被删除。在這個例子中，我們對/dev/emcpowerfw裝置，建立一個大小為51281 cylinder（cylinder是symmetrix的計量機關，每個cylinder大小為960kb，是以這個磁盤大小為50gb左右）、offset錯位大小為128個block的磁盤裝置。方法和指令輸出（圖4）如下
linux指令提示符下輸入：
<code># fdisk /dev/emcpowerfw</code>
輸入n，建立一個分區：
輸入p，建立分區為主分區：
輸入起始cylinder位置，預設為第一個：
輸入最後cylinder位置，預設為該磁盤裝置的最後一個cylinder：
輸入x進入expect mode：
輸入b，一定分區初始位置：
設定最初位置為128個block（128 block大小為64kb）：
再次輸入p确認分區初始位置資訊：
輸入w儲存退出：
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parted和fdisk相比，支援更多的類型（支援gpt）和更大的分區尺寸。下面一個例子給出一個給dev/sdb磁盤建立128bloc分區起始位的例子，方法和指令輸出如下（圖5）
<code># parted /dev/sdb</code>
将顯示機關調整為sector（大小512個位元組）：
(parted) unit s
列出目前邏輯卷：
(parted) print
将原來number1移除并且建立一個起始位為128 sector，小為976735934 sector的主分區。
(parted) rm 1
(parted) mkpart primary 128 976735934
l5-2.jpg
原文釋出時間：2014-06-09
本文來自雲栖合作夥伴“linux中國”