防止磁盘碎片 维护系统性能10大原则

现代存储环境已经从单个磁盘发展到大规模可扩展的网络存储设备。随着存储技术的发展，所使用的软件和磁盘变得越来越复杂。关于磁盘碎片管理有很多神话和谬误。事实证明，磁盘需要适当的管理才能实现最佳性能。

自从20年前引入非易失性存储以来，用户/应用程序和这些设备之间增加了一个抽象层。事实上，现代数据中心已经远远超过了单个直连硬盘的要求，都采用了带有抽象层的先进存储基础设施，但即便如此，碎片化问题仍未完全消除。

详细介绍了企业优化系统性能应遵循的十大原则。消除碎片是保持任何系统最佳性能的关键。

1.制定灵活的碎片整理调度方案。

在考虑一个系统如何在企业计算环境中运行时，必须考虑磁盘碎片的问题，因为碎片整理程序可能会带来更多的问题，会让企业付出更多的金钱和时间。

在企业或政府机构中，通常无法预测系统何时会被使用。在那些夜间关闭系统以节省电力的组织中，调度作业无法在下班后执行，碎片整理作业只能被调度在工作时间运行，这将影响正常的业务操作。但是，对于系统管理员来说，碎片整理非常重要。因此，应该寻找一种灵活的调度方案，以不影响正常业务为主要原则，保证那些必须定期执行的调度作业在较低的系统开销下执行。

2.主动防止磁盘碎片。

写入时，不允许文件碎片。要想办法从源头上防止碎片，不断的向磁盘写文件，不浪费磁盘资源。不幸的是，许多组织等到性能下降后才开始进行碎片整理。这种被动的方法增加了桌面帮助请求的数量，从而导致生产力下降。

当每个(任何)文件被写入时，都会产生碎片。当碎片产生时，系统已经浪费了宝贵的I/O资源，磁盘空间已经完全被打乱。等待一天甚至一周的时间进行碎片整理，意味着用户要承受正常工作时的性能下降。从生产率的角度来看，这些延迟是可以量化的。即使是精心设计的碎片整理调度作业也会对系统性能产生影响，这总是不如碎片预防方法。

3.将常用数据连续存储在一起。

因为传统硬盘是机械的，所以有机会提高常用“重要”数据的访问速度。尽管磁盘上经过碎片整理的文件可能是连续的，但也可能不是。如果有一种解决方案，可以透明地动态监控文件访问频率，确定哪个文件使用频率最高，那么可以在碎片整理时将这些文件放在一起，提高访问速度，但不幸的是，如果将这些文件移动到磁盘访问本身就很慢的区域，就会适得其反。

4.消除闲置的空间碎片。

自由空间碎片的问题经常被忽略，但它同样重要，因为文件碎片就是自由空间碎片。清理闲置的空间碎片必然会增加数据和系统文件碎片的可能性和程度。合并自由空间已成为提高书写性能的重要考虑因素，但需要找到一种自动化的方法来实现。如果我们认为干预工作量会非常大。

5.减少机器和系统的启动时间。

启动时间是许多组织抱怨的问题。随着应用数量的增加，系统启动时间变得越来越长。虽然有一些“即时”解决方案或基于云的应用程序，但它们并不是真正的加速启动。所以找到解决方案可以加快整个电脑的启动速度，也可以加快进入操作系统的速度。这是完美的解决方案。

6.消除元数据和系统文件碎片。

很多系统文件只能在系统离线时进行碎片整理，有些碎片整理工具只提供在线碎片整理模式，无法解决大部分元数据文件和系统文件的碎片问题，比如换页文件和休眠文件。经过碎片整理后，休眠文件可以大大加快笔记本电脑从休眠状态返回正常状态的速度。如果不能有效整合空闲空间，换页文件的扩展或者休眠文件的创建很可能会产生大规模的碎片。

7.优化固态硬盘(SSD)

指出SSD硬盘不需要碎片整理，其理论依据是n and闪存未经证实且不正确的性能特性。使用NAND闪存进行存储的问题不在于介质本身，而在于控制它的软件/固件。科学研究明确表明，随着自由空间碎片的增加，很多固态硬盘的写入性能会逐渐下降。重要的是提供一种能够自动检测并保持SSD写入性能在峰值水平的解决方案。

8.消除虚拟环境碎片。

当客户端实现虚拟系统时，任何本地后台维护过程都可能变得繁重。最重要的问题是，虚拟系统不能按需占用资源，因为有其他虚拟系统运行在同一硬件上，所以需要找到一种碎片整理算法来最小化或防止虚拟硬盘文件的恶性增长，如VHD和VMDK。

9.能效和系统碎片化

主动防止系统碎片是降低能耗、优化系统启动时间和提高磁盘访问速度的最有效方法。因此，当组织试图减少能源使用和削减成本时，最重要的是考虑碎片整理的影响。

10.简化绩效管理

为生产系统生成深入的报告和警告事件变得越来越重要。IT部门和服务提供商通常会召开会议，就正常运行时间、性能等问题协商具体的服务级别协议(SLA)。企业IT部门应负责控制管理流程，尽量采用集中管理，否则可能会变得难以管理或效率低下。

性能和可靠性——底线

总之，不管你的数据以何种方式存储在哪里，解决文件碎片问题都是提高系统峰值性能和可靠性的重要措施。消除碎片可以提高启动、备份、杀毒软件扫描等系统工具的运行速度，同时可以防止系统冲突、硬盘崩溃和数据损坏。减少磁盘活动可以提高性能和可靠性，同时降低能源成本和IT支持需求。系统可靠性提高后，硬件的使用寿命可以延长，不会过早的被替换或淘汰。