Fragmentasi adalah masalah lama dalam hal penyimpanan. Itu muncul ketika, karena penggunaan yang lama, media penyimpanan mendapat potongan blok yang dialokasikan dengan ruang kosong di antara mereka. Ini terjadi karena berbagai program meminta memori dalam urutan yang berbeda dan kemudian membebaskan memori pada waktu yang berbeda. Memiliki potongan ruang yang tidak terisi di antara data mengurangi total ruang yang tersedia di disk (efisiensi penyimpanan) dan juga kinerja disk, karena data tidak disimpan dalam potongan besar yang berdekatan tetapi tersebar di seluruh disk.

Masalah ini terutama terlihat pada media magnetik meskipun SSD juga mengalaminya. Mari kita coba dan defrag sistem file XFS di posting ini.

Pengaturan kotak pasir Sand

Pertama, untuk bereksperimen dengan sistem file XFS, saya memutuskan untuk membuat testbench daripada bekerja dengan data penting pada disk. Testbench ini terdiri dari VM Ubuntu yang terhubung dengan disk virtual yang menyediakan penyimpanan mentah. Anda dapat menggunakan VirtualBox untuk membuat VM dan kemudian membuat disk tambahan untuk dilampirkan ke VM

Cukup buka pengaturan VM Anda dan di bawah Pengaturan → Penyimpanan bagian Anda dapat menambahkan disk baru ke pengontrol SATA Anda dapat membuat disk baru. Seperti yang ditunjukkan di bawah ini, tetapi pastikan VM Anda dimatikan saat Anda melakukan ini.

Setelah disk baru dibuat, nyalakan VM dan buka terminal. Perintah lsblk daftar semua perangkat blok yang tersedia.

$ lsblk
sda      8:0    0   60G  0 disk
sda1   8:1    0    1M  0 bagian
sda2   8:2    0   60G  0 bagian /
sdb      8:16   0  100G  0 disk
sr0     11:0    1 1024M  0 rom

Terlepas dari perangkat blok utama sda, di mana OS diinstal, sekarang ada perangkat sdb baru. Mari kita cepat membuat partisi darinya dan memformatnya dengan sistem file XFS.

Buka utilitas parted sebagai pengguna root:

$ berpisah -a optimal /dev/sdb

Mari kita buat tabel partisi terlebih dahulu menggunakan mklabel, ini diikuti dengan membuat satu partisi dari seluruh disk (berukuran 107GB). Anda dapat memverifikasi bahwa partisi dibuat dengan mendaftarkannya menggunakan perintah print:

(berpisah) mklabel gpt
(berpisah) mkpart primer 0 107
(berpisah) cetak
(berpisah) berhenti

Oke, sekarang kita bisa melihat menggunakan lsblk bahwa ada perangkat blok baru di bawah perangkat sdb, yang disebut sdb1.

Mari format penyimpanan ini sebagai xfs dan pasang di direktori /mnt. Sekali lagi, lakukan tindakan berikut sebagai root:

$mkfs.xfs /dev/sdb1
$ mount /dev/sdb1 /mnt
$df -h

Perintah terakhir akan mencetak semua sistem file yang terpasang dan Anda dapat memeriksa apakah /dev/sdb1 sudah terpasang di /mnt.

Selanjutnya kita menulis banyak file sebagai data dummy untuk defragment di sini:

$ dd if=/dev/urandom of=/mnt/myfile.jumlah txt=1024 bs=1024

Perintah di atas akan menulis file myfile.txt berukuran 1MB. Anda dapat mengotomatiskan perintah ini menjadi loop for sederhana menggunakan bash dan menghasilkan lebih banyak file seperti itu. Sebarkan di berbagai direktori jika Anda suka. Hapus beberapa dari mereka secara acak. Lakukan semua ini di dalam sistem file xfs (dipasang di /mnt) dan kemudian periksa fragmentasi. Semua ini, tentu saja, opsional.

Defrag sistem file Anda

Hal pertama yang perlu kita lakukan adalah mencari cara untuk memeriksa jumlah fragmentasi. Misalnya, sistem file xfs yang kita buat sebelumnya ada di node perangkat /dev/sdb. Kita dapat menggunakan utilitas xfs_db (singkatan dari xfs debugging) untuk memeriksa tingkat fragmentasi.

$ xfs_db -c frag -r /dev/sdb1

Bendera -c mengambil berbagai perintah di antaranya adalah perintah frag untuk memeriksa tingkat fragmentasi. Bendera -r digunakan untuk memastikan bahwa operasi sepenuhnya hanya-baca.

Jika kami menemukan bahwa ada fragmentasi dalam sistem file ini, kami menjalankan perintah xfs_fsr pada node perangkat:

$xfs_fsr /dev/sdb1

Perintah terakhir ini adalah semua yang ada untuk mendefrag sistem file Anda, Anda dapat menambahkan ini sebagai cronjob yang secara teratur akan memantau sistem file Anda. Tetapi melakukan itu untuk xfs tidak masuk akal. Alokasi berbasis XFS memastikan bahwa masalah seperti fragmentasi tetap minimum.

Gunakan Kasus

Kasus penggunaan di mana Anda paling perlu khawatir tentang fragmentasi sistem file melibatkan aplikasi di mana banyak potongan kecil data ditulis dan ditulis ulang. Basis data adalah contoh klasik dari hal ini dan basis data terkenal karena meninggalkan banyak "lubang" di penyimpanan Anda. Blok memori tidak terisi secara berurutan membuat jumlah ruang yang tersedia semakin kecil dan semakin kecil seiring waktu.

Masalah muncul tidak hanya dalam hal pengurangan ruang yang dapat digunakan tetapi juga dalam hal pengurangan IOPS yang dapat merusak kinerja aplikasi Anda. Memiliki skrip untuk terus memantau tingkat fragmentasi adalah cara konservatif untuk mempertahankan sistem. Anda tidak ingin skrip otomatis memulai defragmentasi sistem file Anda secara acak terutama ketika sedang digunakan pada beban puncak.