Дефрагментация диска в Linux

Обновлено: 20.11.2024

Крис Хоффман

Крис Хоффман
Главный редактор

Крис Хоффман – главный редактор How-To Geek. Он писал о технологиях более десяти лет и два года был обозревателем PCWorld. Крис писал для The New York Times, давал интервью в качестве эксперта по технологиям на телевизионных станциях, таких как NBC 6 в Майами, и освещал свою работу в таких новостных агентствах, как BBC. С 2011 года Крис написал более 2000 статей, которые были прочитаны почти миллиард раз — и это только здесь, в How-To Geek. Подробнее.

Если вы используете Linux, вы, вероятно, слышали, что вам не нужно дефрагментировать файловые системы Linux. Вы также заметите, что дистрибутивы Linux не поставляются с утилитами для дефрагментации диска. Но почему?

Чтобы понять, почему файловые системы Linux не нуждаются в дефрагментации при обычном использовании, а файловые системы Windows требуют, вам необходимо понять, почему происходит фрагментация и чем файловые системы Linux и Windows работают по-разному.

Что такое фрагментация

Многие пользователи Windows, даже неопытные, считают, что регулярная дефрагментация их файловых систем ускорит работу их компьютера. Чего многие люди не знают, так это почему это так.

Короче говоря, на жестком диске есть несколько секторов, каждый из которых может содержать небольшой фрагмент данных. Файлы, особенно большие, должны храниться в нескольких разных секторах. Допустим, вы сохранили несколько разных файлов в файловой системе. Каждый из этих файлов будет храниться в непрерывном кластере секторов. Позже вы обновляете один из файлов, которые вы изначально сохранили, увеличивая размер файла. Файловая система попытается сохранить новые части файла рядом с исходными частями. К сожалению, если не хватает непрерывного места, файл приходится разбивать на несколько частей — это все происходит прозрачно для вас. Когда ваш жесткий диск читает файл, его головки должны перемещаться между разными физическими участками на жестком диске, чтобы прочитать каждый фрагмент секторов — это замедляет работу.

Дефрагментация — это интенсивный процесс, в ходе которого фрагменты файлов перемещаются для уменьшения фрагментации и обеспечения непрерывности каждого файла на диске.

Конечно, это не так для твердотельных накопителей, которые не имеют движущихся частей и не должны подвергаться дефрагментации — дефрагментация SSD фактически сократит срок его службы. А в последних версиях Windows вам не нужно беспокоиться о дефрагментации файловых систем — Windows сделает это за вас автоматически. Дополнительные сведения о передовых методах дефрагментации см. в этой статье:

Как работают файловые системы Windows

Старая файловая система Microsoft FAT, которая в последний раз использовалась по умолчанию в Windows 98 и ME, хотя до сих пор используется на USB-накопителях, не пытается организовать файлы разумно. Когда вы сохраняете файл в файловой системе FAT, он сохраняется как можно ближе к началу диска. Когда вы сохраняете второй файл, он сохраняется сразу после первого файла — и так далее. Когда исходные файлы увеличиваются в размере, они всегда становятся фрагментированными. Рядом нет места для их роста.

Новая файловая система Microsoft NTFS, которая появилась на потребительских ПК с Windows XP и 2000, пытается быть немного умнее. Он выделяет больше «буферного» свободного места вокруг файлов на диске, хотя, как скажет вам любой пользователь Windows, файловые системы NTFS со временем все же фрагментируются.

Из-за особенностей работы этих файловых систем их необходимо дефрагментировать, чтобы поддерживать максимальную производительность. Microsoft упростила эту проблему, запустив процесс дефрагментации в фоновом режиме в последних версиях Windows.

Как работают файловые системы Linux

Файловые системы Linux ext2, ext3 и ext4 (ext4 – это файловая система, используемая в Ubuntu и большинстве других современных дистрибутивов Linux) – размещают файлы более интеллектуальным образом. Вместо того, чтобы размещать несколько файлов рядом друг с другом на жестком диске, файловые системы Linux разбрасывают разные файлы по всему диску, оставляя между ними большое количество свободного места. Когда файл редактируется и его нужно увеличить, обычно для этого файла достаточно свободного места.Если фрагментация все же произойдет, файловая система попытается переместить файлы, чтобы уменьшить фрагментацию при обычном использовании, без использования утилиты дефрагментации.

Из-за того, как работает этот подход, вы начнете видеть фрагментацию, если ваша файловая система переполнится. Если он заполнен на 95% (или даже на 80%), вы начнете видеть некоторую фрагментацию. Однако файловая система предназначена для предотвращения фрагментации при обычном использовании.

Если у вас есть проблемы с фрагментацией в Linux, возможно, вам нужен жесткий диск большего размера. Если вам действительно нужно дефрагментировать файловую систему, самый простой способ, вероятно, самый надежный: скопируйте все файлы с раздела, сотрите файлы с раздела, затем скопируйте файлы обратно на раздел. Файловая система будет разумно распределять файлы по мере их копирования на диск.

Вы можете измерить фрагментацию файловой системы Linux с помощью команды fsck — ищите в выходных данных «несмежные индексные дескрипторы».

< /tbody>

Команды Linux

Файлы

tar · pv · cat · tac · chmod · grep · diff · sed · ar · man · pushd · popd · fsck · testdisk · seq · fd · pandoc · cd · $PATH · awk · join · jq · fold · uniq · journalctl · tail · stat · ls · fstab · echo · less · chgrp · chown · rev · look · strings · type · rename · zip · unzip · mount · umount · install · fdisk · mkfs · rm · rmdir · rsync · df · gpg · vi · nano · mkdir · du · ln · patch · convert · rclone · shred · srm

Процессы

alias · screen · top · nice · renice · прогресс · strace · systemd · tmux · chsh · история · at · пакетное · бесплатное · которое · dmesg · chfn · usermod · ps · chroot · xargs · tty · pinky · lsof · vmstat · timeout · стена · yes · kill · спать · sudo · su · время · groupadd · usermod · группы · lshw · выключение · перезагрузка · halt · poweroff · passwd · lscpu · crontab · date · bg · fg

Сеть

netstat · ping · traceroute · ip · ss · whois · fail2ban · bmon · копать · finger · nmap · ftp · curl · wget · who · whoami · w · iptables · ssh-keygen · ufw

› Лучшие обучающие статьи за май 2012 г.
› Что такое фрагментация диска и нужна ли мне дефрагментация?
› Почему жесткие диски Mac не нуждаются в дефрагментации
› Как восстановить метки панели задач в Windows 11
› Что означает XD и как вы его используете?
› Как установить Google Play Маркет в Windows 11
› Почему прозрачные чехлы для телефонов желтеют?
›5 шрифтов, которые следует прекратить использовать (и лучшие альтернативы)

Большая надежность файловых систем (ФС), используемых в системах GNU/Linux, привела к тому, что пользователи ошибались, думая, что нет необходимости дефрагментировать жесткий диск, как это происходит в Windows. Это не совсем так, хотя это и не так необходимо и жизненно необходимо, как в системах Microsoft, но делать это хорошо.

Системы ZFS, EXT, JFS, XFS, ReiserFS, Btrfs и т. д. имеют интеллектуальные системы размещения файлов, которые позволяют избежать резкой и ужасной фрагментации, которая происходит в Windows, но это не означает, что проблема не существует. После установки вашего дистрибутива могут пройти годы, и фрагментация не будет проблемой, даже если вы интенсивно используете его, устанавливаете и удаляете библиотеки и т. д.

Тем не менее, некоторые пользователи с ограниченным пространством на жестком диске могут быть более отмечены проблемой фрагментации. Ограниченное пространство затрудняет для этих файловых систем выделение пространства для новых файлов. Вот почему я рекомендую установить инструмент для дефрагментации жесткого диска. Их много, например e4defrag (который вам, вероятно, даже не нужно устанавливать, поскольку он уже установлен по умолчанию в вашем дистрибутиве).

Его использование очень простое, вам просто нужно открыть окно терминала и ввести следующее:

Замените / на раздел или устройство, которое вы хотите дефрагментировать. Например: «sudo e4defrag -c/dev/sda1» или это может быть отдельная папка «sudo e4defrag -c/home». Но будьте осторожны, это покажет вам только количество файлов, которые были найдены фрагментированными. Если число низкое, у вас нет причин для дефрагментации, но если оно превышает 30, вам следует подумать о дефрагментации. Чтобы дефрагментировать все разделы:

Если вы хотите дефрагментировать только определенный каталог, вы можете использовать, например, «/home» вместо «/dev/sda*» или даже указать раздел «/dev/sda5». Если у вас SSD, вам не о чем беспокоиться, дефрагментация имеет смысл только на магнитных жестких дисках.Твердотельные накопители настолько быстры, что это того не стоит, а также дефрагментация только увеличивает количество циклов чтения/записи и, следовательно, сокращает срок службы вашего накопителя.

Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционной этики. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь!.

Я ищу инструмент, который может дать мне визуальное представление о моей фрагментации ext4. Что-то похожее на то, как Defraggler, Puran Defrag и многие другие (UltraDefrag — лучший) отображают ваш диск. (большинство хороших пользовательских интерфейсов отображают файлы в блоке, над которым вы наводите указатель мыши)

Есть ли что-нибудь связанное с Linux?

Я хочу посмотреть на свой диск и увидеть, насколько дефрагментация "ненужна" на самом деле.

Я не хочу использовать e4defrag, потому что не уверен, что он сможет показать мне, что именно он делает с моим диском.

Это ерунда. «Необходимость» дефрагментации зависит от типа ФС и схемы использования. В некоторых случаях дефрагментация имеет огромное значение. (Думаю, это один из мифов о Linux)

@DavidBalažic - ссылку, пожалуйста? Я не вижу необходимости дефрагментировать диск / файловую систему с фрагментацией 0,2%. Пожалуйста, предоставьте контрольные показатели, чтобы показать, что дефрагментация ext2/3/4 / XFS / или любой другой собственной файловой системы Linux значительно влияет на производительность.

@bodhi.zazen --> "зависит от типа FS и шаблона использования". В одних случаях это дает большой эффект, в других нет. Если эти 0,2% — это файл базы данных размером 2 ГБ, который интенсивно используется, то это будет иметь большой эффект. Это несколько мелких редко используемых файлов, то конечно нет.

@DavidBalažic– Определите «большой эффект» и опубликуйте контрольные показатели. Ввод/вывод диска будет в сотни раз более ограничивающим, чем небольшое количество фрагментации, вам потребуется много времени, чтобы записать базу данных размером 2 ГБ на диск, а запись части файла размером 2 ГБ не будет Чтобы быть затронутым фрагментацией 0,2%, все равно придется перезаписывать данные на диск. Любая современная база данных, которая интенсивно используется, будет находиться в ОЗУ, и если вы записываете на диск, ограничивающим фактором является ОЗУ, а не фрагментация.

6 ответов 6

Вопрос не в том, есть ли фрагментация. Все файловые системы имеют некоторую фрагментацию.

Вопрос в том, достаточно ли фрагментации влияет на производительность.

В файловых системах Linux фрагментация обычно составляет менее 5 %, часто 1 или 2 %, если только диск не заполнен на 99 %. В случае полного диска вы можете увидеть значительную фрагментацию, но в этом случае проблема заключается в заполненном диске.

Так что да, фрагментация составляет 0,2 %, но это значительно ниже порога в 85 %, влияющего на производительность.

В Windows нередко можно увидеть степень фрагментации 50 % или выше (я видел более 200 %). Таким образом, Windows нуждается в инструментах дефрагментации.

В Windows рекомендуется выполнять дефрагментацию при пороговом значении около 85%.

Итак, в итоге дефрагментация не является достаточно серьезной проблемой в Linux, чтобы влиять на производительность, поэтому нет значительных инструментов дефрагментации, и вы тратите свое время на беспокойство по этому поводу.

Ну, у меня есть время, чтобы прояснить еще один вопрос, связанный с этим, так что тоже спасибо, всегда хорошо быть скептиком ;)

@doddy видимо так, или фрагменты фрагментированы. Я недостаточно знаком ни с Windows, ни с NTFS, чтобы знать, как измеряется фрагментация.

FWIW — Только сегодня (использовал эту систему с обновлениями с Fedora 18 -> несколько обновлений -> теперь Fedora 22) fsck.ext2 -fn /dev/mapper/fedora-root /dev/mapper/fedora-root: 525176 /3276800 файлов (0,6% несмежных) и /dev/mapper/fedora-home: 149180/11149312 файлов (1,1% несмежных), так что не так много фрагментации за годы и несколько обновлений

@Tcll Я полностью согласен, что вы должны использовать Ext или FS с аналогичным поведением для самого Linux, и не имеет особого смысла, почему это не так - однако это никоим образом не влияет на другие реальные диски и разделы, которые вы иметь дело с теми, которые происходят, например, Windows и другие ОС или имеют тяжелые операции ввода-вывода почти на полную мощность. Я не буду продолжать здесь, но я думаю, что мы на одной волне :)

Давайте не будем усложнять.

1) Если вы используете EXT4, нет необходимости в дефрагментации, если только ваш диск не заполнен примерно на 90% и не выполняется интенсивный ввод-вывод (удаление, чтение, запись).

2) Если вы обнаружите, что ваш диск заполнен примерно на 90% и сильно фрагментирован, то ваша проблема (ИМХО) заключается в недостатке места на диске, а не в фрагментации. Получите диск большего размера!

3) Если вы не можете получить диск большего размера по какой-либо уважительной причине, просто скопируйте всю партию (или большими кусками) на другой диск, а затем скопируйте его обратно. Усовершенствованная файловая система EXT4 записывает ее обратно непрерывно, устраняя фрагментацию. Это можно запланировать как задание cron.daily с помощью Gnome Scheduler для новообращенных из Windows.

ЛУЧШЕЕ РЕШЕНИЕ, если у вас есть проблема из пункта 2 выше, приобретите диск большего размера!

Я все равно хотел бы наблюдать за фрагментацией и позаботиться о вещах, когда это произойдет (а не через терминал, как предпочитают большинство разработчиков-болванчиков) ;)

@DanglingPointer, а как насчет NTFS? Хм ? :) или тяжелый ввод-вывод? Хм ? :) люди, которые просто не могут или не могут позволить себе "еще один диск" хммм? :)

Я не могу есть яблоки, если у меня есть только апельсины. У людей есть нтфс от win и некуда, ни времени, ни денег перелить их на другой диск.

В системах Linux дефрагментация не требуется.
Именно поэтому инструментов для дефрагментации не так много.

Я не уверен, покажите мне фрагментацию полного жесткого диска ext4 после 2 недель использования с постоянным удалением и добавлением файлов, фрагментация обязательно будет.

Я разместил запрошенную вами документацию, фрагментация 0,2 % тривиальна и недостаточна для влияния на производительность.

Для меня следующий очевидный вопрос: почему ручная дефрагментация по-прежнему требуется в Windows после стольких лет? Но это явно не по теме сайта. ;-)

Кажется, люди забывают, что хороший современный дефрагментатор — это не только дефрагментатор, но и оптимизатор. Различные области пластины жесткого диска считываются с разной скоростью. Чем ближе к центру диска, тем медленнее читается файл. Современный дефрагментатор анализирует использование файлов и размещает часто читаемые файлы к внешнему краю диска, а менее часто используемые файлы перемещаются к центру. Некоторые даже позволяют извлекать файлы, помеченные как архивы, как можно ближе к центру. Я видел большие файлы в своей системе Linux, разбитые на тысячи сегментов.

Я запускаю дефрагментацию на моем сервере каждый месяц. Мой временный накопитель, на который я скачиваю торренты, очень плохой.

$ xfs_db -r /dev/md6 -c фрагмент

Люди, утверждающие, что файловые системы Linux не нуждаются в дефрагментации, просто повторяют то, что кто-то сказал, но никогда не проверял.

к сожалению, это основано на терминале, поэтому, к сожалению, это не решение, но баллы даны, потому что оно кажется чрезвычайно универсальным и его стоит использовать;)

также, я думаю, вы немного запутались, конец диска наиболее опасен для головы (так говорят), поэтому менее часто используемые файлы хранятся в конце, а более часто используемые файлы хранятся ближе к концу. центр, где меньше всего износа ;)

Для раздела, где находятся ваши торренты, используйте btrfs с параметром автодефрагментации в fstab, после чего забудьте о проблеме! В качестве альтернативы запустите свой торрент-сервер/клиент на виртуальной машине VBOX и установите неполные и полные папки в качестве общих папок хоста в гостевой настройке VBOX. Когда торрент завершится, виртуальная машина вырежет файл из неполной общей папки и «сбросит» его в полную папку, таким образом перезаписав все блоки непрерывно без фрагментации. Это произойдет, даже если он записывает его обратно на тот же самый диск, поскольку VBOX принудительно перезагружает поток вывода файла.

Похоже, существует много путаницы, когда речь заходит о дефрагментации и операционных системах Linux. Ошибочно бытует миф о том, что Linux вообще не требует дефрагментации, но правда в том, что операционной системе она действительно нужна.

В этой статье мы постараемся развеять ваши сомнения относительно дефрагментации системы Linux и покажем, как лучше всего это сделать.

Что такое дефрагментация?

Когда мы сохраняем файлы на жесткий диск, есть все шансы, что фрагменты более крупных файлов будут сохранены в разных секторах жесткого диска. Это явление называется фрагментацией и особенно распространено в файловых системах FAT и FAT32.

Фрагментация также может произойти при обновлении определенного файла. Поскольку обновление файла обычно означает увеличение его размера, система попытается сохранить новые фрагменты информации рядом с исходным файлом. Но если рядом с местом сохранения файла нет места, новые фрагменты данных будут сохранены в другом месте.

Когда мы пытаемся получить доступ к этим файлам, системе приходится перемещаться по разным физическим местам на диске, чтобы собрать все биты для открытия соответствующего файла. Естественно, это замедлит работу. Поэтому мы используем дефрагментацию, чтобы предотвратить эти задержки. Дефрагментация объединяет разрозненные фрагменты данных, чтобы сократить время загрузки и открытия.

А как насчет Linux?

Несомненно, пользователи Windows гораздо больше привыкли к дефрагментации, чем пользователи Linux. Это связано с успехом журналируемых файловых систем, используемых в Linux, включая EXT2, 3 и 4, BTRFS и другие. В отличие от систем FAT, FAT32 и NTFS файловые системы Linux позволяют хранить данные в нескольких местах на диске.

На следующем изображении показано, как данные хранятся в системах FAT и FAT32.

Вот пример того, как файловые системы Linux хранят данные.

Поэтому, когда вы сохраняете файлы в первый раз, Linux обязательно оставит между ними значительные незаписанные промежутки. Когда вы позже обновите файлы, в этих пространствах будут храниться новые биты информации. Этот процесс гарантирует, что файлы никогда не будут разбросаны по диску.

Даже в случаях, когда незаписанного места на жестком диске недостаточно для обновляемого файла, файловые системы Linux попытаются полностью перезаписать файл в другой сектор. Это еще раз гарантирует, что когда вы попытаетесь получить доступ к этим файлам, они не будут фрагментированы.

Не беспокойтесь о фрагментации в Linux?

Мы этого не говорили. Хотя файловые системы Linux не нуждаются в дефрагментации так часто и не так часто, как их аналоги в Windows, все же существует вероятность того, что может произойти фрагментация. Это может произойти, если жесткий диск слишком мал для файловой системы, чтобы оставить достаточно места между файлами. Несколько операций чтения/записи также могут потребовать оптимизации операционной системы.

Несмотря на то, что на компьютере с Linux вам придется делать это редко, полезно знать, как работает процесс дефрагментации. Вот основные моменты дефрагментации в Linux.

Как проверить, нуждается ли ваша система Linux в дефрагментации?

Чтобы проверить, нуждается ли ваша система Linux в дефрагментации, вам необходимо установить инструмент дефрагментации. Для систем Linux доступно довольно много инструментов, но мы рекомендуем вам использовать «e4defrag», так как он может быть уже установлен в вашей системе.

Откройте терминал и введите: sudo e4defrag -c /location или /dev/device

Вы можете сканировать определенную папку, чтобы найти ее показатель фрагментации. Эмпирическое правило заключается в том, что если результат этого процесса превышает 30, рекомендуется провести дефрагментацию системы.

Самый простой способ дефрагментации жесткого диска Linux

Самый простой и лучший способ дефрагментации компьютера с Linux — скопировать все данные с жесткого диска на другой жесткий диск. После этого удалите файлы на исходном жестком диске и отформатируйте его. Теперь, когда вы скопируете файлы обратно, файловые системы Linux будут правильно группировать данные.

Дефрагментация и готовность к работе

Подводя итог, операционные системы Linux почти никогда не нуждаются в дефрагментации из-за их превосходных методов журналирования. Однако, если вы чувствуете необходимость дефрагментировать жесткий диск, следуйте описанному выше методу.

Важно отметить, что дефрагментация требуется только для жестких дисков. В настоящее время большинство людей используют SSD. Если вы используете последний, вам вообще не нужно беспокоиться о дефрагментации. Это связано с тем, что твердотельные накопители могут получать доступ к хранящимся на них данным случайным образом, в отличие от жестких дисков, которые могут обращаться к данным только последовательно.

Если вы решили дефрагментировать жесткий диск Linux, создайте резервную копию перед форматированием диска. Есть и другие технические методы, но мы бы их не рекомендовали. Они могут повредить ваши данные, если не будут выполнены с должной точностью.

Если вы используете какой-либо другой прием, чтобы избежать фрагментации, будь то системы Linux или Windows, сообщите нам об этом в разделе комментариев ниже. Мы будем более чем рады получить известие от нашего сообщества!