MS和Linux下的磁盤碎片

asweisun_shan

  下面一篇是轉載，皆有自己的筆記，紅字部分！
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  磁盤碎片，更確切地應該稱為文件系統(tǒng)碎片。按照引文(1)的linux官方資料，可分為外部碎片（external fragmentation）和內部碎片（internal fragmentation）。
　　內部碎片是怎么產(chǎn)生的呢？　
　我們知道，文件系統(tǒng)以簇(cluster)作為基本存儲單位來組織數(shù)據(jù)的。假設簇大小為4KB，一個大小不足1KB的文件也至少要分配一個簇，即4KB
的空間，這就浪費了大約3KB的磁盤空間，產(chǎn)生了3KB的內部碎片。這就是windows文件屬性中的占用空間，包含內部碎片的空間。如果將簇大小設為
1Byte，那不就不會產(chǎn)生碎片了嗎？理論上這是正確的，然而一則簇通常是扇區(qū)大�。ㄒ话銥�512Byte）的倍數(shù)，磁盤一般按照物理扇區(qū)進行數(shù)據(jù)讀寫，
所以這是不現(xiàn)實的。二則由于物理磁盤訪問次數(shù)劇增，這會嚴重影響文件系統(tǒng)I/O性能。因此，文件系統(tǒng)設計都要在內部碎片和性能之間進行權衡，以取得時間和
空間上的整體最佳。內部碎片主要是造成磁盤空間的浪費，并且無法進行碎片整理，windows的磁盤碎片整理功能所整理的碎片不是這個碎片，而是外部碎
片。   linux下的ext2和ext3是以塊(block)為基本存儲單位的，塊的大小是可以調整的，默認是4K。  
　　外部碎片又是怎么產(chǎn)生的呢？　　外部碎片就是我們通常所說的
windows碎片整理下的概念，它主要影響性能。外部碎片應該稱為文件碎片，是由于文件被分散保存到整個磁盤的不同地方，而不是連續(xù)地保存在磁盤連續(xù)的
簇中形成的。文件碎片一般不會在系統(tǒng)中引起問題，但文件碎片
過多會引起系統(tǒng)性能下降，嚴重的還要縮短硬盤壽命，還有可能導致存儲文件的丟失(對linux來說，外部碎片的存在，會導致文件讀寫時，磁盤尋址需要多花時間，影響性能。)。FAT文件系統(tǒng)非常容易產(chǎn)生文件碎片，這與文件系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)結構有關。對于FAT來說，使用的是鏈式的結構來記錄一個文件所使用的簇。這種方式有助于文件的動態(tài)增長，但卻產(chǎn)生了碎片的問題。所有的文件都連續(xù)存放，因此只要任何一個文件大小變化，就可能產(chǎn)生碎片。于是很快磁盤就會變成很混亂，訪問效率就會變低了。而對于ntfs,linux的ext2/3文件系統(tǒng)來說，它們采取在整個磁盤上存儲文件，盡量保持單個文件連續(xù)存放。因此不易產(chǎn)生文件碎片，也就不需要碎片整理，只在文件系統(tǒng)利用率接近飽和時才需要，但一般情況下是不會發(fā)生的。    外部碎片還有一種情況，那就是同一文件的塊不連續(xù)。這種情況可以模擬，而且在磁盤滿負荷下的多次讀寫也會導致這一情況。
    小結一下：    1、windows系統(tǒng)下需要進行文件碎片整理，并且是對于FAT文件系統(tǒng)來說的，NTFS一般不需要。    2、linux文件系統(tǒng)不需要進行文件碎片整理，估計也沒人實現(xiàn)這樣的工具。當然對FAT文件系統(tǒng)整理是一個例外。(ext2曾經(jīng)有一個關于磁盤碎片整理的工具, ext3沒有。ext4存在在線磁盤整理的功能，就是在mount的時候也可以對磁盤進行碎片整理。因此，linux下不是完全不存在碎片，而是存在碎片的可能性比較小。)    3、文件碎片整理是對外部碎片來說的，內部碎片無法進行整理。（實現(xiàn)了片功能，也只是減少碎片所占的總磁盤空間，而不會避免內部碎片�。�
( Aiguille.LIU / 劉愛貴, aigui.liu@gmail.com)
參考文獻：[1] http://www.linux.org/docs/ldp/howto/Partition/appendix.html#fragmentation    linux官方網(wǎng)站對碎片的解說
[2] http://geekblog.oneandoneis2.org/index.php/2006/08/17/why_doesn_t_linux_need_defragmenting     這篇文章通俗易懂地解說了為什么linux不需要碎片整理以及windows為什么需要碎片整理
               
               
               

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