面试题：MySQL中SAN与NAS存储在高并发写入场景的性能调优

Question

假设在MySQL数据库面临高并发写入操作，分别从SAN与NAS存储解决方案的角度出发，说明应该如何进行性能调优，给出具体的调优策略和配置参数示例。

Answer 1

SAN存储解决方案调优策略

1. 磁盘阵列配置
   • RAID 级别选择：对于高并发写入，RAID 10 是较好的选择。它结合了镜像和条带化，提供了高可靠性和较好的 I/O 性能。例如，在配置磁盘阵列时，将 8 块物理磁盘组成 RAID 10 阵列，可获得 4 块磁盘的有效容量，同时具备较好的读写性能。
   • 磁盘类型优化：使用 SSD 磁盘。SSD 相对于传统机械硬盘，具有极低的寻道时间和更高的 I/O 吞吐能力。如使用三星 980 PRO NVMe SSD，顺序写入速度可达 3000MB/s 以上，能显著提升写入性能。
2. 存储网络优化
   • 多路径配置：配置多路径 I/O（MPIO），通过多条物理路径连接服务器和存储设备，提高可靠性和带宽利用率。例如，在 Linux 系统中，使用 DM - MPIO 驱动，通过配置 /etc/multipath.conf 文件，定义多个路径到存储设备，实现负载均衡和故障切换。
   • 网络带宽提升：将存储网络升级到 10GbE 或更高速率的网络。10GbE 网络理论带宽可达 1250MB/s，相比 1GbE 的 125MB/s，能极大提升数据传输速度，满足高并发写入需求。
3. MySQL 配置优化
   • innodb_flush_log_at_trx_commit 参数：可设置为 2。默认值 1 是每次事务提交时都将日志写入磁盘，性能开销较大。设置为 2 时，每秒将日志写入磁盘一次，可在一定程度上提升写入性能，但可能在系统崩溃时丢失 1 秒内的数据。示例配置：在 my.cnf 文件中添加 innodb_flush_log_at_trx_commit = 2。
   • innodb_log_file_size 参数：适当增大该参数值，例如设置为 512M。较大的日志文件可以减少日志切换频率，从而提升写入性能。配置示例：在 my.cnf 文件中添加 innodb_log_file_size = 512M。

NAS 存储解决方案调优策略

1. NAS 文件系统优化
   • 选择合适的文件系统：如 ZFS 或 XFS。ZFS 具有强大的存储管理功能，包括数据压缩、重复数据删除等，可提高存储利用率和性能。XFS 则在大文件和高并发 I/O 方面表现出色。例如，在安装 NAS 系统时，选择 ZFS 文件系统，并启用数据压缩功能，以减少存储需求，提升数据传输性能。
   • 文件系统参数调整：对于 XFS 文件系统，可调整 swalloc 参数，增加文件系统的预分配空间，提高写入性能。示例命令：xfs_admin -K swalloc=1 /dev/sda1（假设 /dev/sda1 是 XFS 文件系统分区）。
2. 网络优化
   • TCP/IP 协议优化：调整 TCP 窗口大小。在 Linux 系统中，可通过修改 /proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling 参数启用窗口缩放，提高高带宽网络下的传输性能。例如，将该参数设置为 1。同时，调整 tcp_mem 参数，优化 TCP 内存分配。示例配置：echo "102400 1228800 1843200" > /proc/sys/net/ipv4/tcp_mem，分别表示低、中、高内存阈值。
   • 启用 SMB3 协议（若适用）：SMB3 相比早期版本，在性能和可靠性上有显著提升，支持多通道、加密等功能。在 NAS 设备和客户端上都启用 SMB3 协议，可提高数据传输速度和稳定性。
3. MySQL 配置优化
   • tmpdir 参数：指定一个高性能的临时目录，该目录应位于 NAS 存储中性能较好的分区。例如，在 my.cnf 文件中设置 tmpdir = /nas/high_perf/tmp，这样 MySQL 的临时文件操作可利用 NAS 存储的高性能分区，提升性能。
   • key_buffer_size 参数（针对 MyISAM 引擎，若使用）：适当增大该参数值，例如设置为 256M，以提高 MyISAM 表索引的缓存命中率，加快写入操作。配置示例：在 my.cnf 文件中添加 key_buffer_size = 256M。