2019-09-13 14:34:11 JackieDYH 阅读数 655
  • 玩转Linux:常用命令实例指南

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    7168 人正在学习 去看看 良许

有一个神话是 linux 的磁盘从来不需要整理碎片。在大多数情况下这是真的,大多数因为是使用的是优秀的日志文件系统(ext3、4等等)来处理文件系统。然而,在一些特殊情况下,碎片仍旧会产生。如果正巧发生在你身上,解决方法很简单。

什么是磁盘碎片

文件系统会按块更新文件,如果这些块没有连成一整块而是分布在磁盘的各个角落中时,就会形成磁盘碎片。这对于 FAT 和 FAT32 文件系统而言是这样的。在 NTFS 中这种情况有所减轻,但在 Linux(extX)中却几乎不会发生。下面是原因:

在像 FAT 和 FAT32 这类文件系统中,文件紧挨着写入到磁盘中。文件之间没有空间来用于增长或者更新:

NTFS 中在文件之间保留了一些空间,因此有空间进行增长。但因块之间的空间是有限的,碎片也会随着时间出现。

Linux 的日志型文件系统采用了一个不同的方案。与文件相互挨着不同,每个文件分布在磁盘的各处,每个文件之间留下了大量的剩余空间。这就给文件更新和增长留下了很大的空间,碎片很少会发生。

此外,碎片一旦出现了,大多数 Linux 文件系统会尝试将文件和块重新连续起来。

Linux 中的磁盘整理

除非你用的是一个很小的硬盘或者空间不够了,不然 Linux 很少会需要磁盘整理。一些可能需要磁盘整理的情况包括:

  • 如果你编辑的是大型视频文件或者 RAW 照片,但磁盘空间有限
  • 如果你使用一个老式硬件,如旧笔记本,你的硬盘会很小
  • 如果你的磁盘开始满了(大约使用了85%)
  • 如果你的家目录中有许多小分区

最好的解决方案是购买一个大硬盘。如果不可能,磁盘碎片整理就很有用了。

如何检查碎片

fsck 命令会为你做这个,换句话说,如果你可以在 LiveCD 中运行它,那么就可以用于所有卸载的分区

这一点很重要:在已经挂载的分区中运行 fsck 将会严重危害到你的数据和磁盘

你已经被警告过了。开始之前,先做一个完整的备份。

免责声明: 本文的作者与本站将不会对您的文件、数据、系统或者其他损害负责。你需要自己承担风险。如果你继续,你需要接受并了解这点。

你应该启动到一个 live 会话中(如使用安装磁盘,系统救援CD等)并在你卸载的分区上运行 fsck 。要检查是否有任何问题,请在使用 root 权限运行下面的命令:

fsck -fn [/path/to/your/partition]

您可以运行以下命令找到分区的路径

sudo fdisk -l

有一个在已挂载的分区中运行 fsck(相对)安全的方法是使用-n开关。这会对分区进行只读文件系统检查,而不会写入任何东西。当然,这并不能保证十分安全,你应该在创建备份之后进行。在 ext3 中,运行

sudo fsck.ext3 -fn /path/to/your/partition

这会产生大量的输出,大多数错误信息的原因是分区已经挂载了。最后会给出一个碎片相关的信息。

如果碎片率大于 20% 了,那么你应该开始整理你的磁盘碎片了。

如何简单地在 Linux 中整理碎片

你要做的是备份你所有的文件和数据到另外一块硬盘中(手动复制他们),格式化分区,然后重新复制回去(不要使用备份软件)。日志型文件系统会把它们作为新的文件,并将它们整齐地放置到磁盘中而不产生碎片。

要备份你的文件,运行

cp -afv [/path/to/source/partition]/* [/path/to/destination/folder]

记住星号(*)是很重要的。

注意:通常认为复制大文件或者大量文件,使用 dd 或许是最好的。这是一个非常底层的操作,它会复制一切,包含空闲的空间甚至是留下的垃圾。这不是我们想要的,因此这里最好使用 cp

现在你只需要删除源文件。

sudo rm -rf [/path/to/source/partition]/*

可选:你可以使用如下命令将空闲空间用零填充。也可以用格式化来达到这点,但是如果你并没有复制整个分区而仅仅是复制大文件(它通常会形成碎片)的话,就不应该使用格式化的方法了。

sudo dd if=/dev/zero of=[/path/to/source/partition]/temp-zero.txt

等待它结束。你可以用 pv 来监测进度。

sudo apt-get install pv
sudo pv -tpreb | of=[/path/to/source/partition]/temp-zero.txt

这就完成了,只要删除这个用于填充的临时文件就行。

sudo rm [/path/to/source/partition]/temp-zero.txt

待你清零了空闲空间(或者跳过了这步)。重新复制回文件,将第一个cp命令翻转一下:

cp -afv [/path/to/original/destination/folder]/* [/path/to/original/source/partition]

使用 e4defrag

如果你想要简单的方法,安装 e2fsprogs

sudo apt-get install e2fsprogs

用 root 权限在分区中运行 e4defrag。如果你不想或不能卸载该分区,你可以使用它的挂载点而不是路径。要整理整个系统的碎片,运行:

sudo e4defrag /

在挂载的情况下不保证成功(你也应该在它运行时不要使用你的系统),但是它比复制全部文件再重新复制回来简单多了。

总结

linux 系统中由于它的日志型文件系统有效的数据处理很少会出现碎片。如果你因任何原因产生了碎片,简单的方法是重新分配你的磁盘,如复制出去所有文件并复制回来,或者使用e4defrag。然而重要的是保证你数据的安全,因此在进行任何可能影响你全部或者大多数文件的操作之前,确保你的文件已经被备份到了另外一个安全的地方去了。

2010-01-14 20:25:00 hncdsun 阅读数 8219
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Linux下的磁盘碎片整理

网上有些帖子说XFS不用做碎片整理,其实是错误的。XFS用延迟写入等技术确实可以减少碎片的出现,但是如果服务器用了几年,并且文件操作比较频繁,还是会出现碎片的,应该整理。注意:在Debian中XFS相关命令在xfsprogs包中,而xfs_fsr命令是在xfsdump包中的。所以要用xfs_fsr整理碎片,记得安装xfsdump包。 其他Linux发行版本中,包含xfs相关命令的包也应该叫类似的名字,自己google一下。
    xfsdump - Administrative utilities for the XFS filesystem

    xfslibs-dev - XFS filesystem-specific static libraries and headers

    xfsprogs - Utilities for managing the XFS filesystem



一、查看碎片

    1、查看/dev/sdc1的碎片情况:

        # xfs_db -c frag -r /dev/sdc1

        actual 93133, ideal 8251, fragmentation factor 91.14%
     这个应该整理一下碎片了 :)


    2、查看/dev/sdb1的碎片情况:

        # xfs_db -c frag -r /dev/sdb1

        actual 905607, ideal 900507, fragmentation factor 0.56%
     这个不用做碎片整理。    


    3、另一种命令形式:

        # xfs_db -r /dev/sdd1
        xfs_db> frag
        actual 117578, ideal 116929, fragmentation factor 0.55%


    4、也可以通过xfs_bmap命令了解某个文件的情况:

        # xfs_bmap -v case19.dat
            case19.dat:
            EXT: FILE-OFFSET       BLOCK-RANGE            AG AG-OFFSET               TOTAL
            0: [0..9551]:        592061576..592071127    1 (103696496..103706047)   9552
            1: [9552..86039]:    599312816..599389303    1 (110947736..111024223)  76488
            2: [86040..170399]:  599655400..599739759    1 (111290320..111374679)  84360
            3: [170400..256799]: 599751632..599838031    1 (111386552..111472951)  86400
&nbsp,nike tn;          4: [256800..340079]: 1185490752..1185574031  2 (208760592..208843871)  83280
            5: [340080..592703]: 1185577976..1185830599  2 (208847816..209100439) 252624


二、整理碎片

     # xfs_fsr /dev/sdc1

三、他从xfs_fsr得到了好处:)    (摘自http://www.linux.com/feature/141404

    Wow! Thanks. That'l teach me to use a non-default tech without researching it.    
    Over the years, my MythTV box had gotten inexplicably slow with lots of disk access for many operations like starting playback of a recorded video. With the advice here, I measured 98.6% fragmentation. A few sample files I checked that were 1-6GB captured MPEG-2 videos were stored on over 30,000 extents!
    After 2 nights of de-fragmenting, I'm down to 17% fragmented and startup time of playing a video is noticeably faster with less hard drive activity.


四、参考
http://www.linux.com/feature/141404
http://www.nekochan.net/wiki/index.php/XFS_defragmentation
http://techpubs.sgi.com/library/tpl/cgi-bin/getdoc.cgi?coll=0650&db=man&fname=/usr/share/catman/a_man/cat1/fsr_xfs.z
2011-02-20 09:34:03 czmmiao 阅读数 14
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翻译一篇小文章,练练英语翻译^_^
本文原文地址:http://geekblog.oneandoneis2.org/index.php/2006/08/17/why_doesn_t_linux_need_defragmenting
译者:jjmmma@gmail.com
使用 Linux 的人经常会问这个问题:为什么 Linux 文件系统(filesystem)不需要碎片整理(defragment)? 以下我尝试用一个简单的,非技术的解答来会回答为什么有些文件系统会比另一些文件系统产生更多的碎片(fragment)。为了避免囫囵吞枣的使用 艰涩的技术方法来解释,我使用 ASCII 图形解释,一个 ASCII 图片抵万言^_^ 以下是我将用来解释整个问题的图形:
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z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

此图表示了一个(极小)的硬盘,此时硬盘还是完全空的——我用全部的零来表示。顶部和左面的 a 到 z 格子用来表示每一字节(byte)的数据:左上角是 aa,右上角是 za,左下角是 az。你一定明白了吧,我想信……
我 们开始描述一类大多数用户熟悉的简单文件系统:一个需要经常的碎片整理的文件系统。这个文件系统就是 Windows 和 Linux 都在使用过的 FAT(File Allocation Table 文件分配表)文件系统,如果仅仅作为 USB 闪盘的文件系统,那么这是一个很重要的文件系统,但是不幸的是,它会产生很多的碎片。
如果在我们的文件系统添加一个文件,这时候,硬盘看起来是这样的:

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(为了表示简明,忽略 g-z 空行)

解 释一下我们看到了什么:硬盘的前四行分配给了目录表(Table of contents)即 TOC。TOC 中保存了文件系统中所有文件的位置。在以上例子中,TOC 中包含了一个文件,它的名字是“hello.txt”,并且说明了,这个文件能在 ae 和 le 之间找到。我们找到这个地址,就能看到文件的内容“Hello, world”。
至此,一切都很好,现在,我们添加另外一个文件:
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如你所看到的,第二个文件紧接着添加在第一个文件之后,这里的想法是这样,尽量把你的文件存放在一起,那样访问读取它们会很快很容易:硬盘的磁头是硬盘上移动最慢的部分,磁头移动越少,读写文件的速度就越快。
但是在我们决定编辑我们创建的第一个文件的时候,问题就来了。比如说,为了使我们的“Hello”看起来更有激情,我们想在后面添加一个感叹号,这时候我们 就遇到了麻烦:因为“bye.txt”占据了地方,文件系统中没有足够的空间添加感叹号。这时候,我们只有两种选择,但没有一种是理想的:
1、删除原先的文件,编辑完后添加在第二个文件结尾。
2、将第一个文件分拆开,这个文件就存放在两个不同的地方。

图例说明:第一种方案:
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f H e l l o , _ w o r l d ! ! 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

第二种方案:
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b t m e z e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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这就是 FAT 文件系统需要经常碎片整理的原因。所有文件都是紧接着前一个文件存放,因此当一个文件增大的时候,它被分块放置,而当一个文件减小的时候,留下了一个空缺。很快,硬盘上就留下了很多的碎片和空缺,性能就降低了。
然 后再考虑 Linux。Linux 是另外一种哲学。如果你只有一个用户,访问文件都是按照它们创建的顺序一个一个访问,那么 Windows 的文件系统是很理想的。而 Linux 则总是面向多用户系统:它要能保证在同一个时间有一个以上的用户试图访问一个以上的文件。所以 Linux 使用了另外一种方式。当我们在 Linux 的文件系统上创建了“hello.txt”时,硬盘看起来是这样的:


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m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
n 0 0 0 0 0 0 0 H e l l o , _ w o r l d 0 0 0 0 0 0 0
o 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
p 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
u 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
w 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

然后添加了另一个文件:
a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a T O C h e l l o . t x t h n s n b y e . t x t d u q
b u 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T O C
e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
h 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
j 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
k 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
l 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
n 0 0 0 0 0 0 0 H e l l o , _ w o r l d 0 0 0 0 0 0 0
o 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
p 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
u 0 0 0 G o o d b y e , _ w o r l d 0 0 0 0 0 0 0 0 0
v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
w 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

这种方式的聪明之处在于,硬盘磁头放在磁盘中间位置,那么平均来看,大多数的文件均匀的分布在磁头附近:这就是均衡的工作。
另外,当我们在这个文件系统添加感叹号的时候,什么问题会发生?

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a T O C h e l l o . t x t h n u n b y e . t x t d u q
b u 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T O C
e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
h 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
j 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
k 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
l 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
n 0 0 0 0 0 0 0 H e l l o , _ w o r l d ! ! 0 0 0 0 0
o 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
p 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
u 0 0 0 G o o d b y e , _ w o r l d 0 0 0 0 0 0 0 0 0
v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
w 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

答对了,什么问题都没有。

Windows 试图将文件放在最接近硬盘开始的地方,因此当文件变大的时候由于没有足够的扩展空间,需要时常的产生碎片文件。
而 Linux 把文件分散在整个硬盘上,所以当文件大小改变的时候会有足够的空间。又由于有足够的空间来移动,它也能够动态的改变文件位置。在 Windows 的文件系统上进行磁盘碎片整理是一件很费时间的事情,因此在正常运行时在后台整理是不现实的。
碎片整理只有在 Linux 文件系统满得不再有足够的空间分块存放大文件时。当磁盘不到 80% 满的情况下,碎片整理都是不需要的。
另外也需要注意一点,尽管操作系统根据磁盘上文件的几何分布认为一个硬盘是完全碎片整理过的,碎片可能仍然存在:一个典型的硬盘有很多个磁盘,即盘 片。就那我们的例子来看,比如我们的硬盘事实上有两个盘片,分别是从 aa 到 zm 作为第一个,另外一个从 an 到 zz:

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
h 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
j 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
k 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
l 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

n 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
o 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
p 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
u 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
w 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

下面这样的文件分布将会被认为是非碎片的,因为它连续分分在 m 行到 n 行。但是它忽略了磁盘磁头要从盘面的最后面移动到盘面的最前面才能读取这个文件。
a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a T O C h e l l o . t x t r m e n 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
h 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
j 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
k 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
l 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 H e l l o , _ w o

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

n r l d ! ! 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
o 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
p 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
u 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
w 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
我希望这篇文章能够帮助你理解为什么 Linux 系统上不需要碎片整理工具。如果你还是不明白,我也会一直愿意提供建议。

参考至:http://hi.baidu.com/jjmmma/blog/item/15e39e3dd125a501bba1677a.html
如有错误,欢迎指正
邮箱:czmcj@163.com

2016-11-14 20:53:12 xiaomingtongxie 阅读数 181
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出处:极客范  作者: 编辑:随心  

如果你是一个Linux用户,你可能会听说Linux的文件系统不需要碎片整理。你也可能会注意到Linux的发行版本也都没有磁盘碎片整理的功能。这是为什么呢?

为什么Linux不需要碎片整理?
Linux系统中没有“磁盘碎片整理”功能

要理解为什么Linux的文件系统不会想Windows的文件系统一样产生碎片,你首先要明白碎片到底是如何产生的,还有这两大操作系统的文件系统的工作方式到底有什么不同。

什么是磁盘碎片?

很多Windows的用户,甚至包括一些没有经验的用户,都相信定时整理文件系统中的碎片会让他们的电脑运行得更快。但他们都不知道这是为什么。

简单来说,一个硬盘驱动器里面包含了很多扇区,每一个扇区都可以存储一小块数据。对于文件,尤其是比较大的文件来说,他们必须要存储在很多不同的扇区内。假设你的文件系统中有很多不同的文件,每一个文件都被存储在连续的扇区群中。然后,你对增加了其中某一个文件的大小。文件系统首先会尝试对该文件新增加的部分存储在紧挨着原来的扇区群的某个扇区中。但是如果当中没有足够的连续扇区,这个文件就必须要被分解成多个小块,这些操作对于你来说都是可见的。当你的硬盘读取这些文件的时候,他的磁头必须在不同的物理位置间跳转以读取连续的扇区群,这会降低它的速度。

碎片整理就是一个通过逐位(位是文件在磁盘中存储的最小单位)移动文件来减少碎片的精密的过程,以此来确保每一个文件在硬盘中都是连续存储的。

为什么Linux不需要碎片整理?

当然,对于固态硬盘来说这又有点不一样,固态硬盘不需要移动文件也不需要碎片整理。因为对一个SSD(固态硬盘)做碎片整理会减少它的寿命。而且,在最新版本的Windows系统中,你也不再需要为碎片整理担心,因为Windows会自动帮你完成。

Windows的文件系统如何工作

从前微软使用的FAT文件系统——最后一次作为默认系统被看到是在Windows 98和ME,尽管这个系统还在USB驱动器中使用——并不能够很好地排列文件。当你在FAT文件系统中保存文件时,它会尽可能地将文件排列在磁盘的首部。当你存放下一个文件时,它会将这个文件直接存放在第一个文件的后面,以此类推。所以当文件变大,永远都会有碎片产生,因为文件的旁边已经没有空间来存放增加的部分。

微软较新的NTFS文件系统就尝试变得更聪明一点,这个文件系统会在文件周围放置更多名为”缓冲区“的自由空间。但是,任何一个Windows用户都会告诉你,NTFS文件系统总有一天也会产生碎片的。

因为文件系统这样的表现,他们需要碎片整理来保持性能。微软只能在最新版的Windows系统中通过在后台自动运行碎片整理程序来减轻这个问题。

为什么Linux不需要碎片整理?

Linux的文件系统如何工作

Linux的ext2,ext3,ext4文件系统——ext4是Ubuntu和目前大多发行版所采用的文件系统——会以一种更加智能的方式来放置文件。Linux的文件系统会将文件分散在整个磁盘,在文件之间留有大量的自由空间,而不是像Windows那样将文件一个接一个的放置。当一个文件被编辑了并且变大了,一般都会有足够的自由空间来保存文件。如果碎片真的产生了,文件系统就会尝试在日常使用中将文件移动来减少碎片,所以不需要专门的碎片整理程序。



为什么Linux不需要碎片整理?

因为这样的工作方式,你可能会在你的文件系统塞满之后看到碎片。如果文件系统95%(甚至80%)的空间被占用了,你就会开始看到一些碎片。然而,这样的文件系统本来就是设计来在普通使用中减少碎片的。

如果你真的在Linux上出现了碎片的烦恼,你可能就需要一个更大的硬盘了。如果你真的需要对一个文件系统做碎片整理,最简单的可能也是最可靠的方法就是将所有文件拷贝出来,然后清空原来的分区,再将文件拷贝回去。文件系统就会在你拷贝回去的过程中智能地将文件放置好。

你可以使用fsck命令来检测一下一个Linux文件系统的碎片化程度,只需要在输出中查看非连续i节点个数(non-contiguous inodes)就可以了。


为什么Linux不需要碎片整理?

因为这样的工作方式,你可能会在你的文件系统塞满之后看到碎片。如果文件系统95%(甚至80%)的空间被占用了,你就会开始看到一些碎片。然而,这样的文件系统本来就是设计来在普通使用中减少碎片的。

如果你真的在Linux上出现了碎片的烦恼,你可能就需要一个更大的硬盘了。如果你真的需要对一个文件系统做碎片整理,最简单的可能也是最可靠的方法就是将所有文件拷贝出来,然后清空原来的分区,再将文件拷贝回去。文件系统就会在你拷贝回去的过程中智能地将文件放置好。

你可以使用fsck命令来检测一下一个Linux文件系统的碎片化程度,只需要在输出中查看非连续i节点个数(non-contiguous inodes)就可以了。

2007-05-04 19:56:00 zhangjianying 阅读数 2581
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Linux不需要磁盘碎片整理。
以下引自linux官方网站对碎片的解说:来源于
http://www.linux.org/docs/ldp/howto/Partition/appendix.html#fragmentation
引用:
10.4. Some facts about file systems and fragmentation

Disk space is administered by the operating system in units of blocks and fragments of blocks. In ext2, fragments and blocks have to be of the same size, so we can limit our discussion to blocks.

Files come in any size. They don't end on block boundaries. So with every file a part of the last block of every file is wasted. Assuming that file sizes are random, there is approximately a half block of waste for each file on your disk. Tanenbaum calls this "internal fragmentation" in his book "Operating Systems".

You can guess the number of files on your disk by the number of allocated inodes on a disk. On my disk

# df -i
Filesystem Inodes IUsed IFree %IUsed Mounted on
/dev/hda3 64256 12234 52022 19% /
/dev/hda5 96000 43058 52942 45% /var

there are about 12000 files on / and about 44000 files on /var. At a block size of 1 KB, about 6+22 = 28 MB of disk space are lost in the tail blocks of files. Had I chosen a block size of 4 KB, I had lost 4 times this space.

Data transfer is faster for large contiguous chunks of data, though. That's why ext2 tries to preallocate space in units of 8 contigous blocks for growing files. Unused preallocation is released when the file is closed, so no space is wasted.

Noncontiguous placement of blocks in a file is bad for performance, since files are often accessed in a sequential manner. It forces the operating system to split a disk access and the disk to move the head. This is called "external fragmentation" or simply "fragmentation" and is a common problem with MS-DOS file systems. In conjunction with the abysmal buffer cache used by MS-DOS, the effects of file fragmentation on performance are very noticeable. DOS users are accustomed to defragging their disks every few weeks and some have even developed some ritualistic beliefs regarding defragmentation.

None of these habits should be carried over to Linux and ext2. Linux native file systems do not need defragmentation under normal use and this includes any condition with at least 5% of free space on a disk. There is a defragmentation tool for ext2 called defrag, but users are cautioned against casual use. A power outage during such an operation can trash your file system. Since you need to back up your data anyway, simply writing back from your copy will do the job.

The MS-DOS file system is also known to lose large amounts of disk space due to internal fragmentation. For partitions larger than 256 MB, DOS block sizes grow so large that they are no longer useful (This has been corrected to some extent with FAT32). Ext2 does not force you to choose large blocks for large file systems, except for very large file systems in the 0.5 TB range (that's terabytes with 1 TB equaling 1024 GB) and above, where small block sizes become inefficient. So unlike DOS there is no need to split up large disks into multiple partitions to keep block size down.

Use a 1Kb block size if you have many small files. For large partitions, 4Kb blocks are fine.

  希望有能力、有闲暇地朋友能对上面的官方材料进行翻译,我的能力有所不及,这里仅仅做一些阐述。

  这段linux官方资料主要介绍了外部碎片(external fragmentation)、内部碎片(internal fragmentation)的概念及相关情况,说明了linux文件系统在磁盘还有5%空闲空间的情况下是不需要碎片整理的。(Linux native file systems do not need defragmentation under normal use and this includes any condition with at least 5% of free space on a disk.)。而在实际使用中,磁盘在还有8%左右未使用时就会有警告产生,所以碎片整理是不用考虑的。

  产生碎片整理想法的主要在两类朋友中,一类是受windows思想影响的朋友,还有一类是对操作系统原理有一定程度了解的朋友。

  我在这里先简单地说明一些问题。

  所有地操作系统都会产生磁盘碎片,这正是某些朋友产生疑虑的原因。这个碎片在上面地官方资料中称为内部碎片。它是这样产生的,假设一个磁盘的空间有20k,它的基本存储单位为簇,设有两个文件,一个7k,一个1k。当簇的大小为4k时,磁盘分为了5个簇,两个文件共占用3个簇,即使用了12k,其中浪费地空间就是4k,也就是产生了内部碎片4k。因此我们就了解了:内部碎片主要是造成磁盘空间的浪费。请注意:windows的磁盘碎片整理功能所整理的碎片不是这个碎片,也无法对这个碎片进行操作,它所对应的碎片概念是外部碎片。

  那么,可以对内部碎片进行优化处理吗?答案是肯定的。以上面的例子来说,如果把每一簇分成2k,那么20k的磁盘就分为了10个簇,7k和1k两个文件共占用了5个簇,10k的空间,浪费的空间,即内部碎片为2k。

  由此可见,簇分的越小,所浪费的空间越少。这也是NTFS比FAT32优秀的一个地方。在Win 2000的FAT32文件系统的情况下,分区大小在2GB~8GB时簇的大小为4KB;分区大小在8GB~16GB时簇的大小为8KB;分区大小在 16GB~32GB时,簇的大小则达到了16KB。而Win 2000的NTFS文件系统,当分区的大小在2GB以下时,簇的大小都比相应的FAT32簇小;当分区的大小在2GB以上时(2GB~2TB),簇的大小 都为4KB。相比之下,NTFS可以比FAT32更有效地管理磁盘空间,最大限度地避免了磁盘空间的浪费。

  有的朋友会进一步的思考,那么为什么文件系统不是把簇分的非常的小呢?这里就引出了另一个问题,文件访问查找的问题。还是以上面的例子说明,当我们要查找使用一个文件时,就需要通过页表来进行访问。打个比方,你住的地方就好比是文件所占用的簇,但是要找到你,就得通过你的住址来进行访问,而访问文件则是通过文件分配表。如果住的人多,地址也就很多,那么要查到你住的地址所花的时间也就很多。同样的道理,当簇分的越小,记录簇的地址也就越大,查找文件所在的簇所花的时间也就越多。当簇为4k时,簇的地址是5个,而簇为2k时,簇的地址是10个。因而簇的大小是在空间和时间上取得平衡的一个结果。

  这里也对另一个问题作一些提示,有些第三方分区软件可以自定义簇的大小,建议采用默认值,否则会在某些情况下产生一些问题。

  有的朋友会进一步提问:那么为什么在普通情况下NTFS分的簇会比FAT32的要小,而访问速度会差不多呢?这又牵涉到文件访问机制等等问题。这里我就不再介绍了,其实这个问题我也不能完全说清,有兴趣的朋友可以找一些操作系统方面的资料进行阅读,可以在一定程度上解决这个问题。

  好,下面开始我们的重点:linux不需要碎片整理!

  windows概念下的碎片,在上面linux官方资料中称为外部碎片,它就是影响性能的那个碎片概念。(This is called "external fragmentation" or simply "fragmentation" and is a common problem with MS-DOS file systems. )而linux一般不会产生这种碎片。外部磁盘碎片应该称为文件碎片,是因为文件被分散保存到整个磁盘的不同地方,而不是连续地保存在磁盘连续的簇中形成的。

  当应用程序所需的物理内存不足时,一般操作系统会在硬盘中产生临时交换文件,用该文件所占用的硬盘空间虚拟成内存。虚拟内存管理程序会对硬盘频繁读写,产生大量的碎片,这是产生硬盘碎片的主要原因。

  其他如IE浏览器浏览信息时生成的临时文件或临时文件目录的设置也会造成系统中形成大量的碎片。文件碎片一般不会在系统中引起问题,但文件碎片 过多会使系统在读文件的时候来回寻找,引起系统性能下降,严重的还要缩短硬盘寿命。另外,过多的磁盘碎片还有可能导致存储文件的丢失。

  上面所说的就是windows如何产生外部碎片的,其实这与文件系统所使用的数据结构有关。对于FAT来说,使用的是chain式的结构来记录一个文件所使用的簇。这种方式的好处就是有助于文件的动态增长的需要。但是却带了碎片的问题,使得读写文件的时候,磁头频繁移动。对于CD-ROM,由于是 read-only的,所以不存在数据增长的问题,所以,采用了连续的方法来记录数据,也不会产生碎片,而linux的ext等文件格式与CD-ROM的存储有相似之处。

  下面这篇文章通俗易懂地解说了为什么linux不需要碎片整理以及windows为什么需要碎片整理:
  来自http://geekblog.oneandoneis2.org/index.php/2006/08/17/why_doesn_t_linux_need_defragmenting

  请注意,官方资料所说的是linux文件系统在磁盘还有5%空闲空间的情况下是不需要碎片整理的。(Linux native file systems do not need defragmentation under normal use and this includes any condition with at least 5% of free space on a disk.)。而在实际使用中,磁盘在还有8%左右未使用时就会有警告产生,所以碎片整理是不用考虑的。

  而下文中说的是20%。

引用:
为什么Linux不需要磁盘碎片整理

作者:OneAndOneIs2

翻译:rainking

有一个关于Linux的问题经常被问及:为什么Linux不需要磁盘碎片整理呢?在这里,我试图就“为什么有的文件系统比另一些文件系统更加需要磁盘碎片整理”给出一个简单的,非技术性的答案。

我将试图用一个ASCII矩阵来解释所有的原理,而不是用那些枯燥而晦涩的术语来打击大家的积极性。下面就是我将用来解释原理的矩阵:

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
h 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
j 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
k 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
l 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
n 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
o 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
p 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
u 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
w 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

以上这个矩阵就可以简单的用来表示一个很小的硬盘,初始状态是空的,全部都被0填充。在矩阵顶部和左侧的a-z都是用来定位每一个数据的。最左上角的那个0就是aa,最右上角的那个0就是za,最左下角的就是az。

我将以一个大家都非常非常熟悉的文件系统开始,一个经常需要磁盘碎片整理的系统—FAT。其实无论Windows用户还是Linux用户都会用到FAT文件系统。因为USB闪盘一般都使用这个文件系统。FAT是一个非常非常重要的文件系统,虽然它经常需要磁盘碎片整理。

我现在在磁盘上加入一个文件,于是磁盘看起来会变成这个样子:

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a T O C h e l l o . t x t a e l e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T O C
e H e l l o , _ w o r l d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

(为了看起来更加清楚,g-z的空行被省略了)

正如你所看到的,前4行是TOC(Table Of Contents),即所谓的内容表。TOC会存储磁盘上所有文件的位置。在我上面的例子中,TOC包含了一个名字叫做“hello.txt”的文件,并且这个文件的内容是从ae到le的。往下看ae到le之间的内容,我们能看到这个文件的内容是“Hello,_world”

到目前为止,一切都正常对吗?好,那我们再来添加一个文件:

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a T O C h e l l o . t x t a e l e b y e . t x t m e z
b e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T O C
e H e l l o , _ w o r l d G o o d b y e , _ w o r l d
f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

正如你所见,第二个文件被紧接着放置在第一个文件之后。这样的好处是你所有的文件都会紧密地放置在一起,这样读取它们将会非常的迅速和方便。要知道磁盘上最慢的就是读写头的移动了,它移动的越少,则读取的速度越快。

但是,当我们需要修改第一个文件的时候,问题就出来了。现在假设我们需要在“hello.txt”文件的尾部加入两个感叹号,我们就会遇到问题:没有空间!文件“bye.txt”挡住了“hello.txt”的去路。这时候我们有两个解决方法,但是没有一个是完美的。

1 我们把文件“hello.txt”删掉,然后再“bye.txt”后面加入修改过后的“hello.txt”。
2 我们把文件“hello.txt”拆成两部分存储,这样在“bye.txt”之前就不会有空的磁盘空间了。

第一种种方式表现出来就是这样:

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a T O C h e l l o . t x t a f n f b y e . t x t m e z
b e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T O C
e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 G o o d b y e , _ w o r l d
f H e l l o , _ w o r l d ! ! 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

第二种种方式表现出来就是这样:

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a T O C h e l l o . t x t a e l e a f b f b y e . t x
b t m e z e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T O C
e H e l l o , _ w o r l d G o o d b y e , _ w o r l d
f ! ! 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

这就是为什么FAT格式的文件系统经常需要磁盘碎片整理的原因。所有的文件都紧挨着存放,所以任何时候,只要一个文件需要增大,就会产生碎片。而任何文件被删除了,就会留下一个空白区域。于是很快磁盘就会变成一堆乱糟糟的随便和空白,效率就会变低了。

而Linux 却用一种不同的方式来处理这种问题。对于单用户来说Windows的文件系统已经够好的了,但是Linux生来就是为多用户设计的系统,它总是假设在同一时间有多个用户试图去操作不同的文件。所以Linux相对FAT文件系统,使用了另一种方法来设计自己的文件系统。Linux文件系统看起来是这样的:

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a T O C h e l l o . t x t h n s n 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T O C
e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
h 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
j 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
k 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
l 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
n 0 0 0 0 0 0 0 H e l l o , _ w o r l d 0 0 0 0 0 0 0
o 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
p 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
u 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
w 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

当我们添加了文件以后就变成这样了:

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a T O C h e l l o . t x t h n s n b y e . t x t d u q
b u 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T O C
e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
h 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
j 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
k 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
l 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
n 0 0 0 0 0 0 0 H e l l o , _ w o r l d 0 0 0 0 0 0 0
o 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
p 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
u 0 0 0 G o o d b y e , _ w o r l d 0 0 0 0 0 0 0 0 0
v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
w 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

这种文件系统的好处是磁盘的磁头可以一直位于中间位置,而所有的文件平均下来都会非常近。

当我们仍然给“hello.txt”加入两个感叹号时,我们来看看这会引起多大的麻烦:

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a T O C h e l l o . t x t h n u n b y e . t x t d u q
b u 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T O C
e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
h 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
j 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
k 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
l 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
n 0 0 0 0 0 0 0 H e l l o , _ w o r l d ! ! 0 0 0 0 0
o 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
p 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
u 0 0 0 G o o d b y e , _ w o r l d 0 0 0 0 0 0 0 0 0
v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
w 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

对了!一点麻烦都没有!

Windows总是试图把文件存储在尽量靠近磁盘开始位置的地方,这导致当磁盘利用率变高的时候它经常会产生磁盘碎片。

Linux却在整个磁盘上存储文件,所以当文件的大小需要改变的时候,总是有足够的空间。

当然当磁盘利用率接近饱和的时候Linux也会需要文件整理。但是只要磁盘还有20%以上的可用空间,那么这种整理是基本不会发生的。

还有一点必须了解的是,即使当一个操作系统说某个磁盘已经完全碎片整理完毕了,但是根据一个磁盘的物理结构,碎片仍然会存在。因为磁盘总是由很多盘片和磁道组成的。

让我们来看看一个磁盘有两个盘片,aa到zm是第一个,an到zz是第二个。

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
h 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
j 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
k 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
l 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

n 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
o 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
p 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
u 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
w 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

一下的文件系统是有碎片的,因为文件横跨了行m和n。而这两行不是在一个盘片上的。要读取这个文件,磁盘的磁头必须从盘片1的最末尾跨越到盘片2的最开始。

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

a T O C h e l l o . t x t r m e n 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
c 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
d 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
e 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
g 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
h 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
j 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
k 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
l 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 H e l l o , _ w o

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

n r l d ! ! 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
o 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
p 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
u 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
w 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

最后,希望我以上的解释能让你明白为什么Linux不需要磁盘碎片整理,如果你还是没有明白,请尽管提出让你疑惑的地方。


  对windows进行磁盘碎片整理的朋友,这里也做一点小小的友情提示。

  1、整理磁盘碎片的时候,要关闭其他所有的应用程序,包括屏幕保护程序,最好将虚拟内存的大小设置为固定值。不要对磁盘进行读写操作。

  2、整理磁盘碎片的频率要控制合适,过于频繁的整理也会缩短磁盘的寿命。一般经常读写的磁盘分区一周整理一次。

  最后想说说思考的话题。

  那些想在linux下进行磁盘碎片整理的朋友,你们考虑过两个事实吗?

  第一,为什么类unix系统产生几十年了,没有人做一个磁盘碎片整理软件?而即使是到现在,在这个论坛上也没有朋友提到过遇到linux病毒,我们仍然能找到许多类unix杀毒软件?我就至少能列出3种免费杀毒软件。

  第二,很多类unix操作系统都是长年累月不关机的,诸如银行、电信、军工等系统,你能想象它们停止磁盘读写,在长达几小时内进行磁盘碎片整理所带来的后果吗?这些机器的磁盘读写量可是比家用机大多了。

#由于我水平有限,错误疏漏之处难免,欢迎各位批评指证。
#26楼的朋友提出 davix 写道:


linux没有官方网站

  我再次查证后,还是认为引用材料是权威性的。理由如下:

  第一,www.linux.org自身描述为The Linux Home Page at Linux Online。

  第二,org顶级域名是orgonization的缩写,也就是说非营利性组织会使用这种域名。例如:
  GNU官方站点为http://www.gnu.org/
  Debian官方站点为http://www.debian.org/
  而域名申请有如下规定:不得使用公众知晓的其他国家或者地区名称、外国地名、国际组织名称。
  作为linux,我认为这是一个公众知晓的国际组织,因此www.linux.org我认为是官方网站。由linus组织的黑客组织在进行内核发布时,一定是有一个发布渠道的,而网站就是其中一个比较方便的渠道。

  同时,我的材料来自HowTo文档,这也是权威的,下面的引用说HOWTOs是官方的。引自http://www.linux.org/docs/
   引用:
Linux information and technical support is available from a wide variety of locations. There are the "official" routes such as the Linux Software Map, Linux Documentation Project, HOWTOs, and FAQs (Frequently Asked Questions). 
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