Во время дефрагментации диска файл записывается в

Обновлено: 21.11.2024

MCSE 70-293: Планирование, реализация и поддержка стратегии высокой доступности

Мартин Грасдал, . Д-р Томас В. Шиндер, технический редактор, учебное пособие MCSE (экзамен 70–293), 2003 г.

Расположение данных на дисках

То, как данные расположены на диске, влияет на скорость записи данных на диск или чтения с него. Предположим, вы начинаете с чистого, только что отформатированного жесткого диска. Когда файлы записываются на диск, файловая система назначает их доступным областям диска (называемым кластерами). Если файл достаточно большой, он будет записан в несколько кластеров. Если файл занимает кластеры, расположенные рядом друг с другом на диске, говорят, что файл занимает непрерывные кластеры. Со временем на диск записываются дополнительные файлы. Позже ваш первый файл увеличивается в размере. Файловая система выделяет файлу новые кластеры, часть из которых уже занята, а часть теперь находится в другой области диска. Файл больше не занимает смежные кластеры и является фрагментированным; несколько фрагментов файла разбросаны по всему диску. Эффект фрагментации заключается в том, что для доступа к файлу требуется больше времени, что снижает производительность. Фрагментация происходит на каждом диске, но часто обновляемые диски наиболее подвержены снижению производительности из-за фрагментации.

Microsoft признает, что фрагментация файлов может быть проблемой, и включила в Windows Server 2003 утилиту для решения этой проблемы. Вы можете использовать утилиту дефрагментации диска, чтобы уменьшить общую фрагментацию диска. Эту утилиту можно запустить из командной строки или из меню «Пуск», как показано на рис. 8.1.

Рисунок 8.1. Запуск дефрагментации диска

Хотя фрагментация файлов может повлиять на производительность, то же самое может сказать и лечение. Во время работы Disk Defragmenter может серьезно повлиять на производительность системы. Именно по этой причине вы должны использовать дефрагментацию диска с осторожностью. Вы можете использовать функцию анализа дефрагментации диска, чтобы просмотреть статистику фрагментации на диске, фактически не выполняя дефрагментацию.

Новое и интересное…

Планирование дефрагментации диска

Одной из замечательных функций, отсутствующих в Windows NT 4 и ограниченных в Windows 2000, является утилита дефрагментации диска. Первоначально считалось, что из-за того, как работает NTFS, фрагментация файлов не будет проблемой. Однако это мнение оказалось ошибочным в самых ранних версиях Windows NT, и соответствующий программный интерфейс (API) был встроен в Windows NT 4 для поддержки дефрагментации. Хотя Microsoft не включила инструмент дефрагментации в операционную систему, несколько сторонних издателей программного обеспечения выпустили успешные продукты дефрагментации для этой операционной системы.

В Windows 2000 Microsoft включила первую версию утилиты дефрагментации диска. Эта версия адекватно выполняла дефрагментацию, но могла работать только в интерактивном режиме. Это означало, что дефрагментацию должен был выполнять администратор, сидящий за консолью, или через сеанс служб терминалов. Что ж, Microsoft сделала приятное улучшение.

Дефрагментацию диска в Windows Server 2003 можно запустить из меню "Пуск" или из командной строки (Defrag.exe). Хотя Disk Defragmenter не имеет встроенной функции планирования, если вы запускаете его из командной строки, вы можете использовать команду AT job-scheduling для создания запланированного запуска дефрагментации. Вам больше не нужно входить на сервер, чтобы запустить процедуру дефрагментации.

Если вам когда-либо приходилось вручную дефрагментировать множество серверов, вы оцените эту новую возможность. Если вы никогда не выполняли дефрагментацию вручную, считайте, что вам очень повезло, что теперь эта функция доступна.

Управление средой рабочего стола Windows 7

Фрагментация файловой системы

Фрагментация диска происходит, когда файлы или фрагменты файлов разбросаны по всем дискам. Фрагментируются не только жесткие диски, но и съемные носители. Это может привести к снижению производительности диска и общей деградации системы.

В состав Windows 7 входит утилита дефрагментации дисков, которая может дефрагментировать диски и восстановить производительность системы. Этот инструмент называется Дефрагментация диска . Доступ к дефрагментации диска можно получить из меню Пуск | Все программы | Аксессуары | Системные инструменты. Дефрагментацию диска также можно вызвать, щелкнув диск правой кнопкой мыши в проводнике Windows, выбрав «Свойства» и перейдя на вкладку «Инструменты».

Дефрагментация диска, как показано на рис. 5.38, позволяет вам дефрагментировать диски сейчас, или запланировать дефрагментацию на потом, или запланировать периодическую дефрагментацию. Дефрагментация диска также включает в себя функцию анализа диска. Если вы выберете этот вариант, программа дефрагментации диска определит, может ли ваша система извлечь выгоду из запуска процесса дефрагментации.Это важно, потому что иногда дефрагментация может занять очень много времени. Если это не принесет пользы вашей системе, нет причин запускать дефрагментацию.

РИСУНОК 5.38. Дефрагментация диска

Настройка для повышения производительности

Дефрагментация диска

Фрагментация диска приводит к тому, что файлы на вашем компьютере разбросаны по разным частям диска. Обычно это происходит, когда вы устанавливаете какое-то приложение или удаляете большое количество файлов. Когда файлы хранятся в непрерывном пространстве на жестком диске, система должна выполнять дополнительную работу для извлечения файлов с диска. Это приводит к замедлению работы вашего компьютера. Диски становятся фрагментированными в течение определенного периода времени после непрерывного использования. Дефрагментация диска помогает переупорядочить файлы на диске в смежные области и, таким образом, повысить производительность диска.

Дефрагментация диска включена в Windows Vista как утилита. Раньше это была оснастка для консоли управления компьютером Microsoft Management Console (MMC) в Windows XP и более ранних операционных системах.

Оснастку «Дефрагментация диска» можно открыть несколькими способами, включая следующие:

Нажмите «Пуск» и введите дефрагментацию в поле поиска. Щелкните ссылку "Дефрагментация диска" в окне результатов поиска.

Щелкните правой кнопкой мыши значок "Компьютер" на рабочем столе и выберите "Открыть". Щелкните диск правой кнопкой мыши и выберите «Свойства». Щелкните вкладку Инструменты. Нажмите «Дефрагментировать сейчас».

Нажмите Пуск | Бегать. Введите Defrag.exe в диалоговом окне «Выполнить» и нажмите Enter.

Вам будет предложено подтвердить ваше административное действие. Нажмите кнопку «Продолжить» в диалоговом окне «Контроль учетных записей». Дефрагментация диска показана на рис. 10.11.

Рисунок 10.11. Дефрагментация диска в Windows Vista

Обратите внимание, что дефрагментация диска запланирована на автоматический запуск по умолчанию в предварительно настроенные даты и время. Вы можете отключить эту запланированную по умолчанию задачу, сняв флажок рядом с параметром Запускать по расписанию (рекомендуется). Если вы хотите изменить расписание, нажмите кнопку «Изменить расписание». На рис. 10.12 показано диалоговое окно «Изменить расписание», в котором можно изменить расписание, частоту, день недели и время.

Рисунок 10.12. Изменение расписания для автоматического запуска дефрагментации диска

Обратите внимание на рис. 10.12, что по умолчанию дефрагментация диска должна запускаться еженедельно. Вам нужно будет убедиться, что компьютер включен, когда запланирован запуск дефрагментации диска. Утилита не запустится, если компьютер выключен во время запланированной дефрагментации. Если компьютер выключен, запланированная дефрагментация не начнется. В этом случае дефрагментация начнется в следующее запланированное время.

При нажатии кнопки "Дефрагментировать сейчас" дефрагментация начинается немедленно. Обратите внимание, что до завершения процесса &фрагментации может пройти много времени. В отличие от Windows XP и более старых операционных систем, дефрагментация диска в Windows Vista не замедляет работу компьютера. Дефрагментация диска запускается как фоновый процесс и не влияет на производительность активных приложений.

В зависимости от размера жесткого диска и степени фрагментации процесс может занять от нескольких минут до нескольких часов. Время завершения также зависит от того, сколько приложений запущено во время &фрагментации.

Вы можете нажать кнопку "Отмена" в любой момент, когда захотите отменить дефрагментацию диска.

Рекомендации Microsoft

В предыдущих версиях настольных и серверных операционных систем Windows корпорация Майкрософт всегда рекомендовала запускать дефрагментацию диска, когда компьютер относительно простаивает. Хотя это по-прежнему рекомендуется и выполняется по умолчанию, вам не нужно ждать часов простоя.

Одно из основных различий между процессом дефрагментации диска в Windows XP и более ранних операционных системах и в Windows Vista заключается в том, что Windows Vista не замедляет работу компьютера во время процесса дефрагментации. Таким образом, вы можете в любой момент провести дефрагментацию жесткого диска. Вы вряд ли заметите снижение производительности во время этого процесса, потому что Windows Vista всегда будет отдавать приоритет запущенным в данный момент программам, а не дефрагментации диска, которая считается фоновым процессом. Это просто означает, что в отличие от старых операционных систем Windows, Windows Vista не позволит программе дефрагментации диска влиять на производительность запущенных в данный момент программ в системе.

Несмотря на эту новую функцию, по умолчанию дефрагментация диска запускается автоматически каждую среду в час ночи. Если вам нужно изменить это расписание, убедитесь, что новая дефрагментация настроена на то время, когда компьютер используется меньше всего. .

Хранение

Емкость диска

Емкость дисковых накопителей должна превышать текущие и ожидаемые потребности операционной системы, а также ожидаемые рабочие нагрузки приложений и служб; в противном случае функциональность может не работать. Специальные файлы операционной системы, такие как файлы подкачки, дампы памяти и теневые копии, могут быстро занимать много места, поэтому важно понимать и предвидеть эти потребности. Например, если компьютер имеет 32 ГБ физической памяти и если параметр аварийного дампа установлен на полный дамп памяти, то размер одного из файлов подкачки должен соответствовать размеру физической памяти (32 ГБ) плюс 1 МБ (данные заголовка) для разместить свалку. Кроме того, при определении потребителей пространства на жестком диске рассмотрите инструменты, которые знают о жестких ссылках, символических ссылках, соединениях и сжатии. Каждое из них может повлиять на объем сообщаемого использования диска.

Выявление низкой емкости хранилища

Недостаток свободного места на дисках можно определить разными способами, например с помощью Проводника Windows, Управления дисками, Windows Powershell, WMI и счетчиков производительности.

Счетчики производительности LogicalDisk % Free Space и Free Megabytes могут помочь определить, мало ли свободного места на диске. Пороговые значения для этих счетчиков зависят от ожидаемых потребностей ваших приложений или служб. % свободного места измеряет процент общего полезного пространства логического диска. Диск с менее чем 10% свободного места может не иметь значения при работе с дисками большой емкости или наборами RAID, поэтому учтите, что счетчик Free Megabytes может предоставить более точное значение. Кроме того, имейте в виду, что для таких инструментов, как дефрагментация диска, может потребоваться определенный процент свободного места ( рис. 3.9 ).

Рисунок 3.9. Пороговые значения для % свободного места.

В любом случае, когда на диске мало места, важно освободить место, чтобы предотвратить сбои приложений или служб.

Соображения относительно размера выделения файловой системы (размера блока)

Выделение файловой системы или размер кластера обычно называют размером блока диска. Если логический диск отформатирован с размером блока 4 КБ (по умолчанию в Windows и Windows Server), то файл размером 44 байта будет использовать блок 4 КБ (4096 байт) на диске для его хранения, делая «размер на диске». диск» 4 КБ. Это тратит 4052 байта пространства. На рис. 3.10 показаны свойства файла test.txt, демонстрирующие этот эффект.

Рисунок 3.10. Свойства файла, показывающие размер файла и размер на диске.

Теперь, прежде чем вы начнете форматировать все свои диски в 512 байт (наименьший размер выделения в диалоговом окне «Формат»), имейте в виду, что управление диском осуществляется на уровне размера блока. Это означает, что для управления небольшими размерами блоков требуется больше времени, чем большими размерами блоков. Вы бы предпочли управлять комнатой, полной больших ящиков, или комнатой, полной песка? Безусловно, существует компромисс между емкостью хранилища и эффективностью управления, поэтому выбирайте размер блока, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям.

Устранение неполадок со свободным местом

Несомненно, существует множество инструментов, которые могут помочь определить самых крупных потребителей дискового пространства и/или помочь освободить место. Вот несколько относительно быстрых и простых в использовании.

Мастер очистки диска
Использование диска
WinDirStat (статистика каталога Windows)
Инструментарий управления Windows (WMI)

WMI можно использовать для получения свободного места на диске с помощью следующей команды Powershell: gwmi win32_logicaldisk | Выберите Имя, FreeSpace | ft -Авторазмер.

Когда файл записывается на диск, иногда файл не может быть записан в смежные кластеры. Несмежные кластеры замедляют процесс чтения и записи файла. Чем дальше друг от друга на диске расположены несмежные кластеры, тем хуже проблема из-за времени, которое требуется для перемещения головки чтения/записи жесткого диска. Файл с несмежными кластерами фрагментирован. Чтобы оптимизировать файлы для быстрого доступа, том можно дефрагментировать.

Дефрагментация – это процесс перемещения частей файлов на диске для дефрагментации файлов, то есть процесс перемещения кластеров файлов на диске, чтобы сделать их непрерывными. Дополнительные сведения см. в следующих разделах:

Дефрагментация файла

В простой однозадачной операционной системе программное обеспечение для дефрагментации является единственной задачей, и нет других процессов для чтения или записи на диск.Однако в многозадачной операционной системе некоторые процессы могут выполнять чтение и запись на жесткий диск, в то время как другой процесс выполняет дефрагментацию этого жесткого диска. Хитрость заключается в том, чтобы избежать записи в дефрагментируемый файл без остановки процесса записи на очень долгое время. Решить эту проблему непросто, но возможно.

Чтобы выполнить дефрагментацию, не требуя подробных знаний о файловой системе диска, предоставляется набор из трех управляющих кодов. Коды управления обеспечивают следующие функции:

  • Разрешить приложениям находить пустые кластеры
  • Определить расположение файловых кластеров на диске
  • Перемещение кластеров на диск

Управляющие коды также прозрачно решают проблему запрета и разрешения другим процессам чтения и записи в файлы во время перемещений.

Эти операции можно выполнять, не препятствуя запуску других процессов. Однако другие процессы имеют более медленное время отклика во время дефрагментации диска.

Чтобы дефрагментировать файл

Используйте управляющий код FSCTL_GET_VOLUME_BITMAP, чтобы найти место на томе, достаточно большое для размещения всего файла.

При необходимости переместите другие файлы, чтобы освободить место. В идеале после первого экстента файла должно быть достаточно нераспределенных кластеров, чтобы можно было перемещать последующие экстенты в пространство после первого экстента.

Используйте управляющий код FSCTL_GET_RETRIEVAL_POINTERS, чтобы получить карту текущего расположения файла на диске.

Используйте управляющий код FSCTL_MOVE_FILE для перемещения каждого кластера по мере обхода структуры.

Возможно, вам потребуется обновить либо растровое изображение, либо структуру извлечения, либо и то, и другое в разное время, когда другие процессы записывают данные на диск.

Две операции, используемые в процессе дефрагментации, требуют дескриптора тома. Только администраторы могут получить дескриптор тома, поэтому только администраторы могут дефрагментировать том. Приложение должно проверять права пользователя, пытающегося запустить программное обеспечение для дефрагментации, и не должно позволять пользователю дефрагментировать том, если у пользователя нет соответствующих прав.

При использовании CreateFile для открытия каталога во время дефрагментации тома с файловой системой FAT или FAT32 укажите значение маски доступа GENERIC_READ. Не указывайте значение маски доступа MAXIMUM_ALLOWED. В этом случае доступ к каталогу будет запрещен.

Не пытайтесь перемещать выделенные кластеры в файловой системе NTFS, превышающие размер округленного файла кластера, так как результатом будет ошибка.

Точки повторного анализа, растровые изображения и списки атрибутов в томах файловой системы NTFS можно дефрагментировать, открыть для чтения и синхронизации и назвать с помощью file:name: тип синтаксис; например, имя_каталога:$i30:$INDEX_ALLOCATION, mrp::$DATA, mrp::$REPARSE_POINT и mrp< /em>::$ATTRIBUTE_LIST.

При дефрагментации томов файловой системы NTFS допускается дефрагментация виртуального кластера за пределами размера файла.

Сведение к минимуму взаимодействий между дефрагментацией и теневым копированием

По возможности перемещайте данные блоками, выровненными относительно друг друга, с шагом в 16 килобайт (КБ). Это снижает затраты на копирование при записи при включении теневого копирования, поскольку пространство для теневого копирования увеличивается, а производительность снижается при выполнении следующих условий:

  • Размер блока запроса на перемещение меньше или равен 16 КБ.
  • Дельта перемещения не увеличивается на 16 КБ.

Дельта перемещения — это количество байтов между началом исходного блока и началом целевого блока. Другими словами, блок, начинающийся со смещения X (на диске), можно переместить на начальное смещение Y, если абсолютное значение X минус Y четно кратно 16 КБ. Таким образом, при наличии кластеров размером 4 КБ переход от кластера 3 к кластеру 27 будет оптимальным, а переход от кластера 18 к кластеру 24 — нет. Обратите внимание, что mod(3,4) = 3 = mod(27,4). Мод 4 выбран потому, что четыре кластера по 4 КБ каждый эквивалентны 16 КБ. Таким образом, том, отформатированный под размер кластера 16 КБ, приведет к оптимизации всех перемещаемых файлов.

Дополнительную информацию о теневых копиях см. в разделе Служба теневого копирования томов.

Файлы, потоки и типы потоков, поддерживаемые для дефрагментации

Хотя большинство файлов можно перемещать с помощью управляющего кода FSCTL_MOVE_FILE, перемещать можно не все. Ниже приведен список файлов, потоков и типов потоков (также называемых кодами типов атрибутов), поддерживаемых FSCTL_MOVE_FILE. Другие файлы, потоки и типы потоков не поддерживаются FSCTL_MOVE_FILE.

Типы потоков, поддерживаемые для любого файла или каталога.

  • ::$ДАННЫЕ
  • ::$ATTRIBUTE_LIST
  • ::$REPARSE_POINT
  • ::$EA
  • ::$LOGGED_UTILITY_STREAM

**Windows 7, Windows Server 2008 R2, Windows Server 2008, Windows Vista, Windows Server 2003 и Windows XP: **::$EA и ::$LOGGED_UTILITY_STREAM не поддерживаются до Windows 8 и Windows Server 2012

Типы потоков, поддерживаемые для любого каталога.

Ниже приведены системные файлы, потоки и типы потоков, поддерживаемые FSCTL_MOVE_FILE в формате "filename:streamname:$typename".< /p>

Дефрагментация — это процесс объединения фрагментированных файлов на жестком диске пользователя. Файлы становятся фрагментированными, когда данные записываются на диск, и не хватает непрерывного пространства для хранения всего файла. Алгоритмы хранения разбивают данные на части, чтобы они поместились в доступном пространстве.

В процессе дефрагментации блоки данных на жестком диске перемещаются, чтобы объединить все части файла. Дефрагментация уменьшает фрагментацию файловой системы, повышая эффективность извлечения данных и тем самым повышая общую производительность компьютера. В то же время он очищает хранилище и обеспечивает дополнительную емкость.

Дефрагментация — это противоположность фрагментации, которая представляет собой неэффективное использование памяти компьютера.

Techopedia объясняет дефрагментацию диска

Фрагментация происходит постепенно, когда пользователи изменяют, сохраняют или удаляют файлы. Сохраненные модификации файла обычно хранятся на жестком диске в месте, отличном от исходного файла. Дополнительные модификации хранятся в еще большем количестве мест. Постепенно и файл, и жесткий диск становятся фрагментированными, и компьютер становится очень медленным, так как ему приходится искать в разных местах, чтобы открыть файл.

Компьютеры под управлением Windows требуют периодической дефрагментации; Компьютеры на базе Unix и Linux не работают из-за разного дизайна хранения данных, даже если используется одно и то же оборудование. Microsoft Windows предоставляет собственный инструмент дефрагментации в своей ОС. Также доступны сторонние версии.

Внутренние процессы, такие как чтение и запись носителей, всегда невидимы для пользователей, которые не могут непрерывно дефрагментировать устройства хранения из-за влияния, которое это оказывает на ритм системы
.
Инструменты дефрагментации были введены для устранения этой проблемы и предустановлены в разных версиях ОС Windows. Эти встроенные дефрагментаторы переупорядочивают данные на жестком диске и воссоединяют фрагментированные файлы, что помогает компьютеру работать более эффективно. Жесткий диск использует автоматические планировщики для периодической дефрагментации. Кроме того, пользователи могут использовать инструменты для дефрагментации носителя, такие как:

  • Microsoft Windows 98: эта ОС содержит встроенный инструмент дефрагментации, доступный через системное меню "Инструменты".
  • Microsoft Windows NT: эта ОС была выпущена без средства дефрагментации, поскольку файловая система новой технологии (NTFS) была разработана для автоматической дефрагментации системы. Однако часто используются сторонние инструменты дефрагментации.
  • Microsoft Windows 2000. Эта ОС оснащена средствами дефрагментации, которые более эффективны, чем те, что использовались в более ранних операционных системах Windows.
  • Microsoft Windows XP и Windows 7: эти операционные системы содержат инструменты дефрагментации диска по умолчанию.

Методы сокращения дефрагментации включают создание разделов и оптимизацию, которые позволяют пользователям создавать логические жесткие диски ОС. Такие программы, как Internet Explorer и базы данных, должны быть разделены на отдельные разделы, чтобы уменьшить возможную фрагментацию носителей.

Дефрагментация, также известная как "дефрагментация" или "дефрагментация", – это процесс реорганизации данных, хранящихся на жестком диске, таким образом, чтобы связанные фрагменты данных снова объединялись и выстраивались в непрерывном порядке.

Можно сказать, что дефрагментация подобна уборке ваших серверов или ПК: она собирает все части данных, разбросанных по вашему жесткому диску, и снова собирает их вместе, красиво, аккуратно и чисто.

Дефрагментация повышает производительность компьютера.

Современная дефрагментация

Самая популярная «дефрагментация диска» всех времен — Diskeeper. Вы просто устанавливаете Diskeeper ®, и в течение нескольких минут системы Windows восстанавливаются до полной производительности (фактически быстрее, чем новая!) и остаются такими на неопределенный срок.

С твердотельными накопителями, виртуализацией и переходом в облако проблемы с производительностью по-прежнему преследовали системы Windows, поэтому родились родственные программные решения Diskeeper: SSDkeeper® и V-locity®.

Чтобы еще больше повысить производительность самых современных компьютерных систем, компания Condusiv разработала программное обеспечение для быстрой обработки данных DymaxIO™, которое автоматически определяет и адаптируется к операционной среде для неизменно высокой производительности Windows.

Как происходит фрагментация

Фрагментация диска происходит, когда файл разбивается на части, чтобы поместиться на диске.

Поскольку файлы постоянно записываются, удаляются и изменяются в размере, фрагментация является естественным явлением. Когда файл разбросан по нескольким местам, чтение и запись занимает больше времени, что приводит к снижению производительности компьютера.

Как устранить фрагментацию

В Windows есть встроенный инструмент дефрагментации, но он ручной, ограниченный и выполняет дефрагментацию старой школы вместо современной предотвращения фрагментации.

Самый лучший и самый современный способ устранить фрагментацию — это ее ПРЕДОТВРАТИТЬ.

Сегодня лучший способ сделать это — DymaxIO. DymaxIO применяет специальную запатентованную технологию для предотвращения неприятной фрагментации, а также повышает производительность Windows быстрее, чем новая.

Как определить, есть ли у вас проблема с фрагментацией

Многие пользователи винят в проблемах с производительностью компьютера операционную систему или просто думают, что их компьютер «старый», тогда как реальной причиной чаще всего является фрагментация диска.

Самым слабым звеном в производительности компьютера является диск. Он как минимум в 100 000 раз медленнее оперативной памяти и более чем в 2 миллиона раз медленнее процессора. С точки зрения производительности компьютера диск является основным узким местом.

Фрагментация файлов напрямую влияет на скорость доступа и записи на этот диск, постоянно снижая производительность компьютера. Поскольку все компьютеры страдают от фрагментации, решить эту проблему очень важно.

Оцените эти списки проблем с компьютером, чтобы определить, страдает ли ваш компьютер от фрагментации:

Проблемы с производительностью, связанные с фрагментацией:

Приложения зависают или медленно реагируют

Медленное время резервного копирования — даже не удается завершить его в окне резервного копирования

Ненужная активность ввода-вывода на серверах SQL или медленные запросы SQL

Медленная загрузка

Увеличение времени на каждую операцию ввода-вывода или ненужную операцию ввода-вывода

Неэффективное кэширование диска

Замедление чтения и записи файлов

Высокая перегрузка диска (постоянная запись и перезапись небольших объемов данных)

Длительное сканирование на вирусы

Снижение производительности системы и увеличение нагрузки на операции ввода-вывода из-за фрагментации диска, усугубляемой виртуализацией серверов

Проблемы надежности, связанные с фрагментацией:

Приложения зависают или медленно реагируют

Медленное время резервного копирования — даже не удается завершить его в окне резервного копирования

Ненужная активность ввода-вывода на серверах SQL или медленные запросы SQL

Медленная загрузка

Увеличение времени на каждую операцию ввода-вывода или ненужную операцию ввода-вывода

Неэффективное кэширование диска

Замедление чтения и записи файлов

Высокая перегрузка диска (постоянная запись и перезапись небольших объемов данных)

Длительное сканирование на вирусы

Снижение производительности системы и увеличение нагрузки на операции ввода-вывода из-за фрагментации диска, усугубляемой виртуализацией серверов

Примечание о фрагментации и твердотельных накопителях

Производительность SSD может со временем снижаться. Снижение производительности записи на твердотельных накопителях происходит из-за фрагментации свободного пространства. Прочтите о коэффициенте усиления записи (WAF) в разделе Деградируют ли твердотельные накопители со временем?

21 Повышение производительности и надежности Можно ли ожидать от устранения фрагментации:

Повышение производительности приложения

Уменьшено время ожидания и сбои

Более высокая скорость передачи данных

Увеличенный жизненный цикл оборудования

Увеличенная плотность ВМ

В целом более высокая скорость сервера и ПК

Быстрая загрузка

Ускоренное антивирусное сканирование

Более высокая скорость работы в Интернете

Ускоренное чтение и запись

Отчеты будут выполняться очень быстро

Повышена стабильность системы

Уменьшено замедление, зависания и сбои ПК

Уменьшение ненужной активности ввода-вывода

Уменьшено повреждение файлов и потеря данных

Снижение энергопотребления и затрат на электроэнергию

Снижение затрат на облачные вычисления

Намного быстрее SQL-запросы

Производительность и фрагментация SQL Server

Одним из самых больших аппаратных узких мест любого SQL Server является дисковый ввод-вывод. И все, что администраторы баз данных могут сделать для уменьшения использования SQL Server дискового ввода-вывода, поможет повысить его производительность. Вот некоторые из наиболее распространенных действий, которые администраторы баз данных используют для устранения узких мест дискового ввода-вывода:

  • Настройка запросов для сведения к минимуму объема возвращаемых данных.
  • Использование быстрых дисков и массивов.
  • Используется много оперативной памяти, поэтому кешируется больше данных.
  • Частая переиндексация данных DBCC для устранения логической фрагментации базы данных.

Еще один менее часто используемый метод сокращения общего объема дисковых операций ввода-вывода, но, тем не менее, важный — это выполнение дефрагментации программных файлов SQL Server, файлов баз данных, журналов транзакций и файлов резервных копий.

Физическая фрагментация файлов происходит двумя способами.

  1. Во-первых, отдельные файлы разбиваются на несколько частей и разбрасываются по диску или массиву (они не следуют друг за другом на диске).
  2. Во-вторых, свободное пространство на диске или массиве состоит из маленьких фрагментов, разбросанных повсюду, а не в виде меньшего количества больших свободных пространств.

Первое условие требует, чтобы головка диска совершала больше физических перемещений, чтобы найти физические фрагменты файла, чем смежные физические файлы. Чем более физически фрагментирован файл, тем больше работы приходится выполнять на жестком диске, и снижается производительность дискового ввода-вывода.

Второе условие вызывает проблемы при записи данных на диск. Записывать непрерывные данные быстрее, чем несмежные данные, разбросанные по диску или массиву. Кроме того, большое количество пустых пространств способствует большей физической фрагментации файлов.

Обзор программного обеспечения, Брэд М. Макгихи

Снижение производительности SQL никогда не прекращается.

Если ваш SQL Server использует большое количество транзакций, в основном с операциями INSERT, UPDATE и DELETES, фрагментация физического диска не является проблемой, поскольку считывается мало страниц данных, а объем операций записи невелик.

Но если вы выполняете много операций SELECTS с данными, особенно в любой форме сканирования, то фрагментация физического файла может стать проблемой производительности, поскольку необходимо прочитать много страниц данных, из-за чего головка диска выполняет много дополнительных операций. работа.

Фрагментация никогда не прекращается. Хотя NTFS попытается свести к минимуму фрагментацию файлов, она не очень хорошо справляется с этой задачей. По этой причине дефрагментацию необходимо выполнять постоянно, если вам нужна оптимальная производительность дискового ввода-вывода.

SAN, NAS, RAID, ALL-FLASH и фрагментация

Предотвращение фрагментации обеспечивает значительные преимущества при реализации на сложных современных аппаратных технологиях, таких как RAID, NAS и SAN, а также на флэш-дисках. Сети SAN, устройства NAS, корпоративные серверы и даже высокопроизводительные рабочие станции и настольные компьютеры, ориентированные на мультимедиа, обычно реализуют несколько физических дисков в той или иной форме отказоустойчивого чередования дисков (RAID). Поскольку целью отказоустойчивого чередования дисков является обеспечение избыточности, а также повышение производительности диска за счет разделения нагрузки ввода-вывода, распространено заблуждение, что фрагментация не оказывает негативного влияния. Также важно отметить, что интерфейс; EIDE, SCSI, SATA, i-SCSI, Fibre Channel и т. д. не влияют на актуальность дефрагментации.

Независимо от сложности установленного оборудования, SAN отображается для Windows как один логический диск. Поэтому, когда Windows читает фрагментированный файл, она должна логически найти все эти тысячи фрагментов, а это требует тысяч отдельных операций ввода-вывода, чтобы собрать все воедино, прежде чем он будет передан пользователю. Это сильно снижает производительность.

Независимо от сложности установленного оборудования, SAN отображается для Windows как один логический диск. Данные могут выглядеть красиво в массивах, но для ОС они все еще фрагментированы. Windows имеет фрагментацию, встроенную в саму ткань. Откройте утилиту дефрагментации на любом работающем сервере или ПК и посмотрите, сколько фрагментов существует в настоящее время, и файл с наибольшим количеством фрагментов. Если вы не запускали дефрагментацию, вы найдете файлы, состоящие из тысяч частей. Поэтому, когда Windows выполняет чтение, она должна логически найти все эти тысячи фрагментов, а это требует тысяч отдельных операций ввода-вывода, чтобы собрать все вместе, прежде чем он будет передан пользователю. Это оказывает сильное влияние на производительность — по общему признанию, это может быть в некоторой степени замаскировано возможностями оборудования SAN.

Поскольку целью отказоустойчивого чередования дисков является обеспечение избыточности, а также повышение производительности диска за счет распределения нагрузки ввода-вывода, распространено заблуждение, что фрагментация не оказывает негативного влияния. Также важно отметить, что интерфейс; EIDE, SCSI, SATA, i-SCSI, Fibre Channel и т. д. не влияют на актуальность дефрагментации.

Как показывают эти данные, эти устройства действительно страдают от фрагментации. Это связано с влиянием фрагментации на «логическое» размещение файлов и, в разной степени, на их «физическое» распределение.

Драйвер файловой системы NTFS.sys управляет логическим расположением (на что влияют операционная система и программа дефрагментации).Фактическая «запись» затем передается отказоустойчивому драйверу устройства (аппаратному или программному RAID), который затем, в соответствии со своими процедурами, обрабатывает размещение файлов и генерирует информацию о четности, наконец, передавая данные драйверу дискового устройства. (предоставляется производителем накопителя).

Как уже отмечалось, наборы полос создаются частично из соображений производительности. Доступ к данным на чередующемся наборе обычно быстрее, чем доступ к тем же данным на одном диске, потому что нагрузка ввода-вывода распределяется между несколькими дисками. Таким образом, операционная система может выполнять одновременный поиск более чем на одном диске и даже выполнять одновременные операции чтения или записи.

Наборы полос хорошо работают в следующих средах:

  1. Когда пользователям нужен быстрый доступ к большим базам данных или другим структурам данных.
  2. Хранение образов программ, библиотек DLL или библиотек времени выполнения для быстрой загрузки.
  3. Приложения, использующие асинхронный многопоточный ввод-вывод.

Наборы полос не подходят в следующих ситуациях:

  1. Когда программы запрашивают небольшие объемы последовательно расположенных данных. Например, если программа запрашивает 8 КБ за раз, может потребоваться восемь отдельных запросов ввода-вывода для чтения или записи всех данных в полосе размером 64 КБ, что не очень удобно для такого механизма хранения.
  2. Когда программы делают синхронные случайные запросы на небольшие объемы данных. Это вызывает узкие места ввода-вывода, поскольку для каждого запроса требуется отдельная операция поиска. 16-разрядные однопоточные программы очень подвержены этой проблеме.

Совершенно очевидно, что RAID может использовать хорошо написанное приложение, использующее преимущества асинхронных многопоточных методов ввода-вывода. Физические элементы в среде RAID не читаются и не записываются непосредственно приложением. Даже файловая система Windows видит его как один единственный «логический» диск. Этот логический диск имеет нумерацию логического кластера (LCN), как и любой другой том, поддерживаемый в Windows. Когда приложение читает и записывает в эту логическую среду (создавая новые файлы, расширяя существующие, а также удаляя другие), файлы становятся фрагментированными. Из-за этого фрагментация на этом логическом диске будет иметь существенное негативное влияние на производительность. Когда запрос ввода-вывода обрабатывается файловой системой, необходимо проверить ряд атрибутов, что требует ценного системного времени. Если приложению приходится выдавать несколько «ненужных» запросов ввода-вывода, как в случае фрагментации, не только процессор остается загруженным, но и после того, как запрос ввода-вывода был выдан, аппаратное/программное обеспечение RAID должно обработать это и определить, какой физический член направить запрос ввода-вывода. Интеллектуальное кэширование RAID на этом уровне может в разной степени смягчить негативное влияние физической фрагментации, но не решит проблему накладных расходов, вызванных логической фрагментацией операционной системы.

Чтобы оценить влияние фрагментации на систему RAID, используйте технологии мониторинга производительности, такие как PerfMon, и изучите среднюю длину очереди дисков, количество операций ввода-вывода/сек с разделением и % дискового времени. Дополнительную информацию о настройке производительности диска можно найти в онлайн-ресурсах Microsoft.

Подробнее о производительности SAN.

Как высокопроизводительные решения для хранения данных, основанные на блочных протоколах (например, iSCSI, FC), сети SAN превосходно подходят для оптимизации блочного доступа. SAN работают на уровне хранения под файловой системой операционной системы; обычно NTFS при обсуждении Microsoft Windows®. Это означает, что SAN не знает о фрагментации «файлов» и не может решить эту проблему.

Из-за фрагментации файлов, из-за которой операционная система хоста создает дополнительные ненужные дисковые операции ввода-вывода (больше нагрузки на ЦП и ОЗУ), снижается производительность. В большинстве случаев из-за случайности запросов ввода-вывода из-за фрагментации и одновременных запросов данных блоки, составляющие файл, будут физически разбросаны неравномерными полосами по LUN/совокупности SAN. Это приводит к еще большему снижению производительности.

К счастью, существуют простые решения проблемы фрагментации файловой системы NTFS; предотвращение фрагментации и дефрагментация. Оба подхода решают проблему фрагментации файлов в источнике, файловой системе локального диска.

Рис. 1.0. Схема дискового ввода-вывода при переходе от операционной системы к SAN LUN.

Почему происходит фрагментация, как это помогает и разумна ли дефрагментация SSD

Тим Фишер имеет более чем 30-летний опыт работы в сфере технологий. Он пишет о технологиях более двух десятилетий и является вице-президентом и генеральным директором Lifewire.

В этой статье

Перейти к разделу

Фрагментация происходит на жестком диске, модуле памяти или другом носителе, когда данные физически записаны на диск недостаточно плотно. Эти фрагментированные отдельные фрагменты данных обычно называются фрагментами.

Таким образом,

дефрагментация – это процесс не-фрагментации или объединения фрагментированных файлов таким образом, чтобы они располагались ближе физически на диске или другом носителе, потенциально ускорение доступа диска к файлу.

Что такое фрагменты файлов?

Фрагменты, как вы только что прочитали, — это просто фрагменты файлов, не расположенные рядом друг с другом на диске. Об этом может показаться странным, и вы ничего не заметите, но это правда.

Например, когда вы создаете новый файл Microsoft Word, вы видите весь файл в одном месте, например на рабочем столе или в папке «Документы». Вы можете открыть его, отредактировать, удалить, переименовать и так далее. С вашей точки зрения, все это происходит в одном месте, но на самом деле, по крайней мере, физически на диске, это часто не так.

Вместо этого ваш жесткий диск, вероятно, сохраняет части файла в одной области устройства хранения, в то время как остальная часть находится где-то еще на устройстве, потенциально далеко. относительно, конечно. Когда вы открываете файл, ваш жесткий диск быстро собирает все части воедино, чтобы их можно было использовать в остальной части вашей компьютерной системы.

Когда диск должен считывать фрагменты данных из нескольких разных областей на диске, он не может получить доступ ко всем данным так же быстро, как если бы все они были записаны вместе в одну и ту же область диска.

Фрагментация: аналогия

В качестве аналогии представьте, что вы хотите сыграть в карточную игру, для которой требуется целая колода карт. Прежде чем вы сможете играть в игру, вам нужно достать колоду из любого места, где бы она ни находилась.

Если карты разбросаны по всей комнате, время, необходимое для того, чтобы собрать их вместе и расставить по порядку, будет намного больше, чем если бы они лежали на столе в красивом порядке.

Колоду карт, разбросанную по всей комнате, можно рассматривать как фрагментированную колоду карт, очень похожую на фрагментированные данные на жестком диске, которые при сборе (дефрагментации) могут равняться файлу, который вы хотите открыть, или процесс из определенной программы, который необходимо запустить.

Почему происходит фрагментация?

Фрагменты возникают, когда файловая система допускает образование промежутков между различными частями файла. Если вы хоть что-то знаете о файловых системах в целом, вы, возможно, уже догадались, что файловая система была виновником этой фрагментации, но почему?

Иногда фрагментация происходит из-за того, что файловая система зарезервировала слишком много места для файла при его первом создании и поэтому оставила вокруг него открытые области.

Ранее удаленные файлы также являются еще одной причиной, по которой файловая система фрагментирует данные при записи. Когда файл удаляется, его ранее занятое пространство теперь открыто для сохранения новых файлов. Как вы можете себе представить, если это открытое пространство недостаточно велико, чтобы вместить весь размер нового файла, то там может быть сохранена только его часть. Остальные должны быть размещены в другом месте, надеюсь поблизости, но не всегда.

Наличие некоторых фрагментов файла в одном месте, а других в другом месте, потребует от жесткого диска просмотра промежутков или пробелов, занятых другими файлами, до тех пор, пока он не соберет все необходимые фрагменты, чтобы собрать файл для дальнейшего использования. вы.

Этот метод хранения данных является абсолютно нормальным и, скорее всего, никогда не изменится. В качестве альтернативы файловая система могла бы постоянно перетасовывать все существующие данные на диске каждый раз при изменении файла, что замедлило бы процесс записи данных и замедлило бы все остальное.

Итак, несмотря на то, что фрагментация, которая немного замедляет работу компьютера, вызывает разочарование, вы можете считать ее "неизбежным злом" в некотором смысле — эта небольшая проблема вместо много больший.

Дефрагментация в помощь!

Как вы уже знаете из всех обсуждений, к файлам на устройстве хранения можно получить доступ намного быстрее, по крайней мере, на традиционном жестком диске, когда составляющие их части расположены близко друг к другу.

Со временем, по мере того как происходит все большая и большая фрагментация, может наблюдаться измеримое и даже заметное замедление. Вы можете воспринимать это как общую медлительность компьютера, но, предполагая, что произошла чрезмерная фрагментация, большая часть этой медлительности может быть связана со временем, которое требуется вашему жесткому диску для доступа к файлу за файлом, каждый в любом количестве различных физических мест на диске.< /p>

Таким образом, иногда дефрагментация или процесс обращения фрагментации (т. е. сближение всех частей вместе) является задачей обслуживания умного компьютера. Обычно это просто называется дефрагментацией.

Процесс дефрагментации нельзя выполнять вручную. Как мы уже упоминали, ваш опыт работы с вашими файлами согласован, поэтому с вашей стороны не требуется переупорядочивать. Фрагментация — это не просто беспорядочная коллекция файлов и папок.

Специальный инструмент для дефрагментации — это то, что вам нужно. Одним из таких дефрагментаторов является Disk Defragmenter, который бесплатно входит в состав операционной системы Windows. Тем не менее, существует множество сторонних инструментов, лучшие из которых значительно лучше справляются с процессом дефрагментации, чем встроенный инструмент Microsoft.

См. наш Список бесплатных программ для дефрагментации, где можно найти полные обновленные обзоры лучших программ. Defraggler — наш любимый инструмент.

Дефрагментация довольно проста, и все эти инструменты имеют похожий интерфейс. По большей части вы просто выбираете диск, который хотите дефрагментировать, и выбираете «Дефрагментация» или «Дефрагментация». Время, необходимое для дефрагментации диска, в основном зависит от размера диска и уровня фрагментации, но для большинства современных компьютеров и больших жестких дисков полная дефрагментация занимает час или больше.

Стоит ли дефрагментировать твердотельный жесткий диск?

Нет, на самом деле не следует дефрагментировать твердотельный жесткий диск (SSD). По большей части дефрагментация SSD — пустая трата времени. Мало того, это сократит общий срок службы накопителя.

Твердотельный накопитель — это жесткий диск без движущихся частей. Твердотельные накопители — это расширенные версии хранилищ, используемых на флэш-накопителях и цифровых камерах.

Как вы, возможно, уже догадались, если на диске нет движущихся частей, и поэтому ничто не занимает время, пока он перемещается, собирая вместе все фрагменты файла, то доступ к этим фрагментам можно получить одновременно. .

При всем при этом да, фрагментация на твердотельных накопителях действительно происходит, потому что в основном виновата файловая система. Однако, поскольку на производительность это не влияет так сильно, как на не-SSD, вам действительно не нужно их дефрагментировать.

Еще одна причина, по которой в этом нет необходимости, заключается в том, что их не следует дефрагментировать! Это приведет к тому, что они выйдут из строя быстрее, чем в противном случае. Вот почему:

Твердотельные накопители допускают ограниченное количество операций записи (т. е. размещение информации на диске). Каждый раз, когда на жестком диске запускается дефрагментация, она должна перемещать файлы из одного места в другое, каждый раз записывая файл в новое место. Это означает, что на SSD будет выполняться постоянная запись снова и снова по мере выполнения процесса дефрагментации.

Больше письма = больше износа = раньше смерть.

Поэтому без сомнений не выполняйте дефрагментацию SSD. Это не только бесполезно, но и в конечном счете вредно. Многие инструменты дефрагментации на самом деле даже не дадут вам возможность дефрагментировать твердотельные накопители, а если и сделают, то предупредят вас с предупреждением о том, что это не рекомендуется.

Для ясности: выполните дефрагментацию своих обычных, старомодных, "вращающихся" жестких дисков.

Подробнее о дефрагментации

При дефрагментации жесткого диска ссылка на файл не перемещается, а перемещается только его физическое местоположение. Другими словами, документ Microsoft Word на вашем рабочем столе не покинет это место, когда вы его дефрагментируете. Это верно для всех фрагментированных файлов в любой папке.

Вы не должны думать, что вам нужно регулярно дефрагментировать жесткие диски. Однако, как и все остальное, это, конечно, будет зависеть от использования вашего компьютера, размера жесткого диска и отдельных файлов, а также количества файлов на устройстве.

Если вы решите выполнить дефрагментацию, просто помните, что это абсолютно безопасно и нет абсолютно никаких причин тратить деньги на программу для ее выполнения: существует много очень хороших бесплатных инструментов для дефрагментации. !

Читайте также: