Linux 磁碟重整與否 - Linux

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在請教問題之前, 先提供幾個網頁:

http://linux.vbird.org/linux_basic/0230filesystem.php

http://en.wikipedia.org/wiki/Defragmentation

http://0rz.tw/UFo9P

http://phorum.study-area.org/index.php?action=printpage;topic=10368.0

在鳥哥裡面提到, 由於 Ext2 是索引式檔案系統,基本上不太需要

常常進行磁碟重組的。

在 Tanenbaum 的 << Modern Operating Systems, 2e >> 裡面提到

Linux 一開始的 file system 是使用 Minix 的 file system

而現今在使用的 ex2 file system 可以說是 Minix file system 的衍生

, 但本質上也都是使有 inode(index node) 作為管理, 即鳥哥所說的

"索引式檔案系統" (index file system)

http://en.wikipedia.org/wiki/Inode

相對於"索引式檔案系統"的應該是"鏈節式檔案系統"(linked list allocation)

, 最著名的應該是 FAT(file allocation table), 但實際上應為 linked list

allocation using an index

http://en.wikipedia.org/wiki/File_Allocation_Table

現在問題來了:

inode 的原理是需要開啟檔案時, 將目的檔案的 inode 從硬碟載入, 藉以知

道檔案本身的內容是存在硬碟的哪個 block, 因為開一個檔案需要從 root 不斷的

往目的檔案所在的資料夾讀取, 所以可能需要很多次的硬碟讀取

為此使用了 caching (詳細情形可參考 J.Bath 的 <<The Design

of The Unix Operating System>>) 來加速。

而 FAT 則是把整個 FAT 都放在記憶體中, 因此不需要額外的硬碟讀取便可找

到目標檔案位於哪些 block(只要開機掛載時讀取)

總結以上, 我們可以發現 FAT 其實沒有磁碟重整的必要, 因為它整個 FAT 都在

記憶體裡面,相對的將 inode 的目錄與子目錄所在的 block 重整, 或許還可以加速

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而事實上, 兩種 file system 其實都可能會造成檔案在硬碟中不連續配置(這是為

了排除 fragmentation 採用了 block 的方式所造成的後遺症), 因此對於硬碟一次

可以讀取大量 block 的特性,其實是很不利的。

總結這部份, 如果為了支援 block 一次可以讀取大量 block 的特性, 兩種 file

system 都應該要進行磁碟重組

那為甚麼網路上大家都說 windows 的 file system 要磁碟重組,而 Linux 的不大

需要呢??

感謝大家的回答 <(__)>

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All Comments

Madame avatarMadame2009-07-21
問你一個問題:磁碟重組主要是要重組什麼?是檔案配置表還是
Anonymous avatarAnonymous2009-07-25
實際資料所佔區塊?又何者所佔用磁碟空間較大,影響讀取時間
Carol avatarCarol2009-07-29
較巨?
Wallis avatarWallis2009-07-31
實際資料所佔區塊
Oscar avatarOscar2009-08-04
所以應該兩個都要磁碟重組不是嗎?
Eartha avatarEartha2009-08-04
不過我記得 Tanenbaum 有一篇 paper 提到檔案大小大
Lily avatarLily2009-08-06
概是 1K(1 個 block), 這樣來看的話說不定 Linux 用
Mia avatarMia2009-08-09
inode 的方式反倒比較需要磁碟讀取, 這樣應該是 FAT
比較吃香, inode 可以用 caching 和 磁碟重整 inode
來獲得加速
Anonymous avatarAnonymous2009-08-12
補充一下,上面提到的 paper 是 Mullender and
Tanenbaum 在 1984 提出的, 對象是 Unix, 現在看可能
Enid avatarEnid2009-08-16
有一點不合時宜, 剛剛打開我的資料夾,檔案多是幾十 k
Mia avatarMia2009-08-21
到幾百 k, 不過如果從文章中的分析, 應該是兩個都需
要磁碟重整??
Joe avatarJoe2009-08-24
我覺得應該是第一個耶...所佔區塊 應該是指容量大小吧..
等版主來解答^^
Ophelia avatarOphelia2009-08-26
整個"檔案配置表"不可能比整個"資料所佔區塊"來的大
Barb Cronin avatarBarb Cronin2009-08-31
這樣使用太沒效率了
Annie avatarAnnie2009-08-31
以一個20GB大的硬碟來說, 1kB/block, 大概是使用80MB
的記憶體作為 FAT
Dinah avatarDinah2009-09-05
其實主要的差別是在寫入資料時所用的演算法,FAT 的做法比較
Vanessa avatarVanessa2009-09-08
偏向「見洞就鑽」型,它是挑第一個找到可以放得下資料的位置
Gary avatarGary2009-09-10
來用,但該位置不見得與檔案中其他資料的位置接近;ex2/ex3
Thomas avatarThomas2009-09-13
則會選擇儘量讓同一檔案的資料區塊放在附近,所以相較之下,
Enid avatarEnid2009-09-16
ext2/ext3 就比較不會有 fragmentation 的問題。
Oliver avatarOliver2009-09-17
所以版主的意思是說鳥哥及某些文章所說的, 索引式檔
Brianna avatarBrianna2009-09-19
案系統比較不需要磁碟重組是錯的, 問題是出在寫入資
料的演算法??
Andy avatarAndy2009-09-20
另外就是採用 block 使得資料在 physical view 產生
不連續的現象似乎不叫 fragmentation??
Lily avatarLily2009-09-23
fragmentation 該是分 internal 和 external, 而
internal 應該是跟 block 的大小與檔案的大小有關,
Andy avatarAndy2009-09-25
external 在 block 的機制下應該是避掉了
Elvira avatarElvira2009-09-26
抱歉, 修正一下上面所說, 這種採用 block 而資料不連
續的現象應該算是 data fragmentation
Vanessa avatarVanessa2009-09-28
Annie avatarAnnie2009-09-30
不過針對寫入資料的演算法那部份, 我提出質疑
因為在最原始的 Linux/Minix file system, 是採用
John avatarJohn2009-10-01
zone 的方式來使得資料存在硬碟的同一個 cylinder
Robert avatarRobert2009-10-04
可是在 http://0rz.tw/jzG8y An Improvement for
Necoo avatarNecoo2009-10-08
MINIX File System:Design and Implementation 這篇
Kelly avatarKelly2009-10-11
文章中提到, there is no implied relationship
between logical sector addresses and the actual
physical location of the data sector
Damian avatarDamian2009-10-11
因為都被 drive controller 給最佳化/隱藏掉了
Cara avatarCara2009-10-14
因此不是想寫哪邊就寫哪邊, 不太可能是因為寫入演算
Rosalind avatarRosalind2009-10-14
法的不同造成磁碟重組與否 @@
Kama avatarKama2009-10-15
寫入資料的演算法也是屬於檔案系統實作的一部分,我的說法跟
Elizabeth avatarElizabeth2009-10-19
他們的講法並沒有衝突。
Yedda avatarYedda2009-10-22
針對你的質疑,我先聲明實際底層的運作我也不懂。不過,它會
Olivia avatarOlivia2009-10-24
對 ext2/ext3 造成的影響也一樣會對 FAT 造成影響吧。而且,
Liam avatarLiam2009-10-28
雖然它說 logical 和 physical 之間沒有絕對的關係,但也許有
Edith avatarEdith2009-10-30
其他辦法能達到某種程度上的相對關係之類的,我指的是相鄰
Brianna avatarBrianna2009-11-04
logical 位置與相鄰 physical 位置間的關係。
Kumar avatarKumar2009-11-05
Modern Linux filesystem(s) keep fragmentation at a
minimum by keeping all blocks in a file close together,
Wallis avatarWallis2009-11-08
even if they can't be stored in consecutive sectors.
Skylar DavisLinda avatarSkylar DavisLinda2009-11-12
這是一個很有趣的問題 我也想知道多一些
Damian avatarDamian2009-11-16
我上星期也在跟學弟討論,為什麼ext4裡會有online defrag.
Edith avatarEdith2009-11-20
因為不管怎麼好的檔案系統,久了還是難免會有 fragmentation
Susan avatarSusan2009-11-23
的問題,所以 ext4 才會加入 online defrag,我上面引的那篇
文章中有說。