Почему Linux не нуждается в дефрагментации

Если вы пользователь Linux, вы, вероятно, слышали, что вам не нужно дефрагментировать файловые системы Linux. Вы также заметите, что дистрибутивы Linux не поставляются с утилитами для дефрагментации диска. Но почему?

Чтобы понять, почему файловые системы Linux не нуждаются в дефрагментации при обычном использовании, а файловые системы Windows нуждаются в этом, вам необходимо понять, почему происходит фрагментация и чем файловые системы Linux и Windows работают по-разному.

Что такое фрагментация

Многие пользователи Windows, даже неопытные, считают, что регулярная дефрагментация их файловых систем ускорит работу их компьютера. Чего многие не знают, так это почему.

Короче говоря, на жестком диске есть несколько секторов, каждый из которых может содержать небольшой фрагмент данных. Файлы, особенно большие, должны храниться в нескольких разных секторах. Допустим, вы сохранили несколько разных файлов в файловой системе. Каждый из этих файлов будет храниться в непрерывном кластере секторов. Позже вы обновляете один из файлов, которые вы изначально сохранили, увеличивая размер файла. Файловая система попытается сохранить новые части файла рядом с исходными частями. К сожалению, если не хватает непрерывного места, файл приходится разбивать на несколько частей — это все происходит прозрачно для вас. Когда ваш жесткий диск читает файл, его головки должны перемещаться между различными физическими местами на жестком диске, чтобы прочитать каждый фрагмент секторов — это замедляет работу.

Дефрагментация — это интенсивный процесс, в ходе которого фрагменты файлов перемещаются для уменьшения фрагментации и обеспечения непрерывности каждого файла на диске.

Конечно, это не так для твердотельных накопителей, которые не имеют движущихся частей и не должны подвергаться дефрагментации — дефрагментация SSD фактически сократит срок его службы. А в последних версиях Windows вам не нужно беспокоиться о дефрагментации файловых систем — Windows делает это автоматически. Дополнительные сведения о передовых методах дефрагментации см. в этой статье:

HTG объясняет: вам действительно нужна дефрагментация вашего ПК?

Как работают файловые системы Windows

Старая файловая система Microsoft FAT, которая в последний раз использовалась по умолчанию в Windows 98 и ME, хотя до сих пор используется на USB-накопителях, не пытается разумно упорядочивать файлы. Когда вы сохраняете файл в файловой системе FAT, он сохраняется как можно ближе к началу диска. Когда вы сохраняете второй файл, он сохраняется сразу после первого файла — и так далее. Когда исходные файлы увеличиваются в размере, они всегда становятся фрагментированными. Рядом нет места для их роста.

Новая файловая система Microsoft NTFS, которая появилась на потребительских ПК с Windows XP и 2000, пытается быть немного умнее. Он выделяет больше «буферного» свободного пространства вокруг файлов на диске, хотя, как вам скажет любой пользователь Windows, файловые системы NTFS со временем все же фрагментируются.

Из-за того, как работают эти файловые системы, их необходимо дефрагментировать, чтобы поддерживать максимальную производительность. Microsoft упростила эту проблему, запустив процесс дефрагментации в фоновом режиме в последних версиях Windows.

Как работают файловые системы Linux

Файловые системы Linux ext2, ext3 и ext4 (ext4 — это файловая система, используемая Ubuntu и большинством других современных дистрибутивов Linux) — распределяют файлы более разумно. Вместо того, чтобы размещать несколько файлов рядом друг с другом на жестком диске, файловые системы Linux разбрасывают разные файлы по всему диску, оставляя между ними большое количество свободного места. Когда файл редактируется и его нужно увеличить, обычно для этого файла достаточно свободного места. Если фрагментация все же произойдет, файловая система попытается переместить файлы, чтобы уменьшить фрагментацию при обычном использовании, без использования утилиты дефрагментации.

Из-за того, как работает этот подход, вы начнете видеть фрагментацию, если ваша файловая система переполнится. Если он заполнен на 95% (или даже на 80%), вы начнете видеть некоторую фрагментацию. Однако файловая система предназначена для предотвращения фрагментации при обычном использовании.

Если у вас есть проблемы с фрагментацией в Linux, вам, вероятно, понадобится жесткий диск большего размера. Если вам действительно нужно дефрагментировать файловую систему, самый простой способ, вероятно, самый надежный: скопируйте все файлы с раздела, сотрите файлы с раздела, затем скопируйте файлы обратно на раздел. Файловая система будет разумно распределять файлы по мере их копирования на диск.

Вы можете измерить фрагментацию файловой системы Linux с помощью команды fsck — ищите «несмежные индексы» в выводе.