最佳化linux系統硬碟(轉)

最佳化linux系統硬碟(轉)[@more@]

　　本文對linux系統下，硬碟的維護、整理、最佳化工作進行了一個分析與描述。(2002-12-17 09:30:37) By 風過留楓, 出處：轉載自賽迪網 作者：戈月

　　在Windows系統中，磁碟碎片是一個常見的問題，如果不注意，系統效能可能被侵蝕。linux使用第二擴充套件檔案系統(ext2)，它以一種完全不同的方式處理檔案儲存。Linux沒有Windows系統中發現的那種問題，這使得許多人認為磁碟碎片化根本不是一個問題。但是，這是不正確的。

　　所有的檔案系統隨著時間的推移都趨向於碎片化。linux檔案系統減少了碎片化，但是並沒有消除。由於它不經常出現，所以對於一個單使用者的工作站來說，可能根本不是問題。然而在繁忙的伺服器中，隨著時間的過去，檔案碎片化將降低硬碟效能，硬碟效能只有從硬碟讀出或寫入資料時才能注意到。下面是最佳化 Linux系統硬碟效能的一些具體措施。

清理磁碟

　　這種方法看上去很簡單：清理磁碟驅動器，刪除不需要的檔案，清除所有需要被儲存但將不被使用的檔案。如果可能的話，清除多餘的目錄，並減少子目錄的數目。這些建議似乎顯而易見，但是你會驚訝地發現，每個磁碟上確實積累了非常多的垃圾。釋放磁碟空間可以幫助系統更好地工作。

整理磁碟碎片

　　linux系統上的磁碟碎片整理程式與Windows 98或Windows NT系統中的磁碟碎片整理程式不同。Windows 98引入FAT 32檔案系統，雖然執行Windows 98不必轉換為FAT 32檔案系統。Windows可以被設定為使用FAT或一個叫NTFS的增強檔案系統。所有這些檔案系統以本質上相同的方式處理檔案儲存。

　　linux最好的整理磁碟碎片的方法是做一個完全的備份，重新格式化分割槽，然後從備份恢復檔案。當檔案被儲存時，它們將被寫到連續的塊中，它們不會碎片化。這是一個大工作，可能對於像/usr之類不經常改變的程式分割槽是不必要的，但是它可以在一個多使用者系統的/home分割槽產生奇蹟。它所花費的時間與 Windows NT伺服器磁碟碎片整理花費的時間大致上相同。

　　如果硬碟效能仍不令人滿意，還有許多其它的步驟可以考慮，但是任何包含升級或購買新裝置的硬體解決方案可能會是昂貴的。

從IDE升級到SCSI

　　如果你的硬碟是一個IDE驅動器，可以透過升級到SCSI驅動器獲得更好的整體效能。因為IDE控制器必須訪問CPU，CPU和磁碟密集型操作可能變得非常緩慢。SCSI控制器不用透過CPU處理讀寫。當IDE驅動器在讀或寫時，使用者可能會因為CPU週期被IDE驅動器佔用而抱怨系統的緩慢。

獲取更快的控制器和磁碟驅動器

　　標準的SCSI控制器不能比標準的IDE控制器更快地讀寫資料，但是一些非常快的“UltraWide”SCSI控制器能夠使讀寫速度有一個真正的飛躍。

　　EIDE和UDMA控制器是非常快的IDE控制器。新的UDMA控制器能夠接近SCSI控制器的速度。UDMA控制器的頂級速度是猝發速度，但持續傳輸的速度明顯慢得多。IDE控制器包括UDMA，是嵌入在驅動器本身中的。不需要購買一個控制器，只要購買一個驅動器，它就包含了控制器，可以獲得 UDMA效能。

　　磁碟驅動器經常忽視的一個方面是磁碟本身的速度。磁碟的速度以rpm為單位給出，它代表每分鐘旋轉多少次。rpm越大，磁碟速度也越快。如果你有這方面的預算，大多數伺服器系統廠商可提供7500rpm甚至10000rpm SCSI磁碟。標準SCSI和IDE磁碟提供5400rpm速度。

使用多個控制器

　　IDE和SCSI磁碟可以被連結。IDE鏈最多包括兩個裝置，標準SCSI鏈最多包括七個裝置。如果在系統中有兩個或更多SCSI磁碟，很可能被連結到同一個控制器。這樣對大多數操作是足夠的，尤其是把計算機當作單使用者的工作站時。但是如果有一個伺服器，那麼就能夠透過對每個SCSI驅動器提供一個控制器改善效能。當然，好的控制器是昂貴的。

調整硬碟引數

　　使用hdparm工具可以調整IDE硬碟效能，它設計時專門考慮了使用UDMA驅動器。在預設情況下，linux使用是最安全的，但是設定訪問IDE驅動器是最慢的。預設模式沒有利用UDMA可能的最快的效能。

　　使用hdparm工具，透過啟用下面的特性可以顯著地改善效能：

　　◆ 32位支援 預設設定是16位；

　　◆ 多部分訪問 預設設定是每次中斷單部分傳送。

　　注意：在使用hdparm之前，確保對系統已經做了完全的備份。使用hdparm改變IDE引數，如果出錯可能會引起驅動器上全部資料的丟失。

　　hdparm可以提供關於硬碟的大量資訊。開啟一個終端視窗，輸入下面命令獲取系統中第一個IDE驅動器的資訊（改變裝置名獲取其它IDE驅動器的資訊）：

　　hdparm -v /dev/had

　　上面命令顯示出當系統啟動時從驅動器獲得的資訊，包括驅動器操作在16位或32位模式（I/O Support）下，是否為多部分訪問（Multcount）。關於磁碟驅動器的更詳細資訊的顯示可使用-i引數。

　　Hdparm也可以測試驅動器傳輸速率。輸入命令測試系統中第一個IDE驅動器：

　　hdparm -Tt /dev/hda

　　此測試可測量驅動器直接讀和高速緩衝儲存器讀的速度。結果是一個最佳化的“最好的事例”數字。改變驅動器設定，啟用32位傳輸，輸入下面的命令：

　　hdparm -c3 /dev/hda

　　-c3引數啟用32位支援，使用-c0可以取消它。-c1引數也可啟用32位支援並使用更少的記憶體開銷，但是在很多驅動器下它不工作。

　　大多數新IDE驅動器支援多部分傳輸，但是linux預設設定為單部分傳輸。注意：這個設定在一些驅動器上，啟用多部分傳輸能引起檔案系統的完全崩潰。這個問題大多數發生在較老的驅動器上。輸入下面的命令啟用多部分傳輸：

　　hdparm -m16 /dev/hda

　　-m16引數啟用16部分傳輸。除了西部資料的驅動器外，大多數驅動器設定為16或32部分是最合適的。西部資料的驅動器緩衝區小，當設定大於8部分時效能將顯著下降。對西部資料驅動器來說，設定為4部分是最合適的。

　　啟用多部分訪問能夠減少CPU負載30%～50%，同時可以增加資料傳輸速率到50%。使用-m0引數可以取消多部分傳輸。

　　hdparm還有許多選項可設定硬碟驅動器，在此不詳述。

使用軟體RAID

　　RAID廉價驅動器的冗餘陣列，也可以改善磁碟驅動器效能和容量。linux支援軟體RAID和硬體RAID。軟體RAID嵌入在Linux核心中，比硬體RAID花費要少得多。軟體RAID的惟一花費就是購買系統中的磁碟，但是軟體RAID不能使硬體RAID的效能增強。硬體RAID使用特殊設計的硬體，控制系統的多個磁碟。硬體RAID可能是昂貴的，但是得到的效能改善與之相匹配。RAID的基本思想是組合多個小的、廉價的磁碟驅動器成為一個磁碟驅動器陣列，提供與大型計算機中單個大驅動器相同的效能級別。RAID驅動器陣列對於計算機來說像單獨一個驅動器，它也可以使用並行處理。磁碟讀寫在 RAID磁碟陣列的並行資料通路上同時進行。

　　IBM公司在加利福尼亞大學發起一項研究，得到RAID級別的一個最初定義。現在有六個已定義的RAID級別，如下所示。

　　RAID 0：級別0只是資料帶。在級別0中，資料被拆分到多於一個的驅動器，結果是更高的資料吞吐量。這是RAID的最快和最有效形式。但是，在這個級別沒有資料映象，所以在陣列中任何磁碟的失敗將引起所有資料的丟失。

　　RAID 1：級別1是完全磁碟映象。在獨立的磁碟上建立和支援資料兩份複製。級別1陣列與一個驅動器相比讀速度快、寫速度慢，但是如果任一個驅動器錯誤，不會有資料丟失。這是最昂貴的RAID級別，因為每個磁碟需要第二個磁碟做它的映象。這個級別提供最好的資料安全。

　　RAID 2：級別2設想用於沒有內嵌錯誤檢測的驅動器。因為所有的SCSI驅動器支援內嵌錯誤檢測，這個級別已過時，基本上沒用了。linux不使用這個級別。

　　RAID 3：級別3是一個有奇偶校驗磁碟的磁碟帶。儲存奇偶校驗資訊到一個獨立的驅動器上，允許恢復任何單個驅動器上的錯誤。linux不支援這個級別。

　　RAID 4：級別4是擁有一個奇偶校驗磁碟的大塊帶。奇偶校驗資訊意味著任何一個磁碟失敗資料可以被恢復。級別4陣列的讀效能非常好，寫速度比較慢，因為奇偶校驗資料必須每次更新。

　　RAID 5：級別5與級別4相似，但是它將奇偶校驗資訊分佈到多個驅動器中。這樣提高了磁碟寫速度。它每兆位元組的花費與級別4相同，提高了高水平資料保護下的高速隨機效能，是使用最廣泛的RAID系統。

　　軟體RAID是級別0，它使多個硬碟看起來像一個磁碟，但是速度比任何單個磁碟快得多，因為驅動器被並行訪問。軟體RAID可以用IDE或SCSI控制器，也可以使用任何磁碟組合。

配置核心引數

　　透過調整系統核心引數改善效能有時是很明顯的。如果你決定要這樣做一定要小心，因為系統核心的改變可能最佳化系統，也可能引起系統崩潰。

　　注意：不要在一個正在使用的系統上改變核心引數，因為有系統崩潰的危險。因此，必須在一個沒有人使用的系統上進行測試。設定一個測試機器，對系統進行測試，確保所有工作正常。

Tweak記憶體效能

　　在linux中，可以Tweak系統記憶體。如果遇到記憶體不足錯誤或者系統是用於網路的，可以調整記憶體分配設定。

　　記憶體一般以每頁4千位元組分配。調整“空白頁”設定，可以在效能上有顯著的改善。開啟終端視窗，輸入下面的命令檢視系統的當前設定：

　　cat /proc/sys/vm/freepages

　　這樣將獲得三個數字，就像下面這樣：

　　128 256 384

　　這些是最小空白頁、空白頁低和空白頁高設定。這些值在啟動時決定。最小設定是系統中記憶體數量的兩倍；低設定是記憶體數量的4倍；高設定是系統記憶體的6倍；自由記憶體不能小於最小空白頁數。

　　如果空白頁數目低於空白頁高設定，則交換（使用磁碟空間分配到交換檔案）開始。當達到空白頁低設定時，密集型交換開始。

　　增加空白頁高設定有時可以改善整體效能，比如試試增加高設定到1MB，用echo命令可以調整這個設定。使用樣本設定，輸入這個命令增加空白頁高設定到1MB：

　　echo "128 256 1024" > /proc/sys/vm/freepages

　　注意：當系統還沒有被使用時測試這個設定，以確保在做任何調整時監視系統效能。這樣可以確定哪個設定對系統是最好的