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磁盤對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的存儲(chǔ)介質(zhì)，而磁盤的性能直接影響著系統(tǒng)運(yùn)行速度。在Linux系統(tǒng)中，分區(qū)對(duì)齊是一項(xiàng)優(yōu)化磁盤性能的重要措施。本文將介紹分區(qū)對(duì)齊的概念、原理和操作方法，幫助讀者了解如何優(yōu)化磁盤性能。
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1.分區(qū)對(duì)齊的概念
分區(qū)對(duì)齊指的是將分區(qū)的起始位置和大小與硬盤的物理扇區(qū)對(duì)齊。硬盤的物理扇區(qū)是一個(gè)最小存儲(chǔ)單元，通常為512字節(jié)或4KB。如果分區(qū)的起始位置或大小不是物理扇區(qū)的整數(shù)倍，那么就會(huì)導(dǎo)致磁盤讀取數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行多次I/O操作，從而降低磁盤性能。
2.分區(qū)對(duì)齊的原理
為什么分區(qū)對(duì)齊可以提高磁盤性能呢？這與磁盤讀取數(shù)據(jù)的工作原理有關(guān)。當(dāng)我們從磁盤讀取數(shù)據(jù)時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)將請(qǐng)求發(fā)送給磁盤控制器，磁盤控制器然后讀取磁盤上的數(shù)據(jù)并將其存儲(chǔ)在緩存區(qū)中，再將緩存區(qū)的數(shù)據(jù)返回給操作系統(tǒng)。這個(gè)過程可能需要進(jìn)行多次I/O操作。
如果分區(qū)的起始位置或大小不是物理扇區(qū)的整數(shù)倍，那么就會(huì)導(dǎo)致磁盤控制器需要讀取不完整的扇區(qū)，然后將其存儲(chǔ)在緩存區(qū)中，再等待下一次I/O操作將其補(bǔ)全。這樣就會(huì)增加磁盤控制器的工作負(fù)擔(dān)，從而影響磁盤性能。而如果分區(qū)的起始位置和大小與物理扇區(qū)對(duì)齊，那么就可以避免這種情況，從而提高磁盤性能。
3.分區(qū)對(duì)齊的操作方法
在Linux系統(tǒng)中，我們可以使用fdisk命令來對(duì)磁盤進(jìn)行分區(qū)。下面是一個(gè)分區(qū)的示例：
“`shell
$ sudo fdisk /dev/sda
Welcome to fdisk (util-linux 2.36.2).
Changes will remn in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.
Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/sda1 * 2023 1026047 1024000 500M 83 Linux
/dev/sda2 1026048 36864255 35838208 17G 82 Linux swap / Solaris
/dev/sda3 36864256 625142447 588278192 280.2G 83 Linux
Command (m for help): p
Disk /dev/sda: 298.09 GiB, 320232933376 bytes, 625142448 sectors
Disk model: WDC WD3200BPVT-2
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x48fbba42
Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/sda1 * 2023 1026047 1024000 500M 83 Linux
/dev/sda2 1026048 36864255 35838208 17G 82 Linux swap / Solaris
/dev/sda3 36864256 625142447 588278192 280.2G 83 Linux
Command (m for help): q
“`
在上面的示例中，我們使用fdisk命令對(duì)/dev/sda進(jìn)行了三個(gè)分區(qū)，分別是/dev/sda1、/dev/sda2和/dev/sda3。其中，/dev/sda1的起始位置為2023，但這并不是512字節(jié)的整數(shù)倍，因此這個(gè)分區(qū)沒有進(jìn)行對(duì)齊。
為了進(jìn)行分區(qū)對(duì)齊，我們可以使用parted命令來重新分區(qū)。下面是一個(gè)使用parted命令進(jìn)行分區(qū)對(duì)齊的示例：
“`shell
$ sudo parted /dev/sda
GNU Parted 3.4
Using /dev/sda
Welcome to GNU Parted! Type ‘help’ to view a list of commands.
(parted) align-check opt 1
1 aligned
(parted) quit
“`
在上面的示例中，我們首先使用parted命令打開了/dev/sda的分區(qū)表，然后使用align-check命令來檢查/dev/sda1是否已經(jīng)進(jìn)行對(duì)齊。由于/opt選項(xiàng)已經(jīng)指定了對(duì)齊方式，因此我們可以直接通過align-check opt 1命令來檢查是否已經(jīng)對(duì)齊。如果分區(qū)沒有進(jìn)行對(duì)齊，parted會(huì)自動(dòng)進(jìn)行對(duì)齊操作。
除了使用parted命令進(jìn)行分區(qū)對(duì)齊外，我們還可以使用其他工具進(jìn)行對(duì)齊，例如gdisk、sfdisk等。
4.小結(jié)
分區(qū)對(duì)齊是一項(xiàng)優(yōu)化磁盤性能的重要措施，在Linux系統(tǒng)中可以使用fdisk、parted等命令來進(jìn)行分區(qū)對(duì)齊。對(duì)于新購(gòu)買的磁盤，我們應(yīng)該在進(jìn)行分區(qū)前先進(jìn)行對(duì)齊操作，以免影響磁盤性能。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 如何使用parted對(duì)齊分區(qū)以得到更優(yōu)性能
- 舉例說明Windows和Linux系統(tǒng)共存的磁盤分區(qū)要求
如何使用parted對(duì)齊分區(qū)以得到更優(yōu)性能
磁盤分區(qū)
對(duì)齊也就是分區(qū)的4k對(duì)齊問題。下面關(guān)于4k對(duì)齊的介紹摘自pconline：高級(jí)格式化、4k
扇區(qū)
：“高級(jí)格式化(Advanced Format)”是針對(duì)硬盤設(shè)備為新型
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
格式所采用的名稱。原因主要是鑒于目前的硬盤容量不斷擴(kuò)展，使得之前定義的每個(gè)扇區(qū)512字節(jié)不再是那么的合理，于是將每個(gè)扇區(qū)512字節(jié)改為每個(gè)扇區(qū)4096 個(gè)字節(jié)就是4k，也就是現(xiàn)在常說的“4K扇區(qū)”。而采用這種“4k扇區(qū)”的技術(shù)被稱作為高級(jí)格式化。同時(shí)也有人說這種技術(shù)的推廣是硬盤行業(yè)正在經(jīng)歷一次革命。每扇區(qū)512個(gè)字節(jié)的定義起源于電腦發(fā)展的輪雹初期，因此在那時(shí)將硬盤容量切分成每塊512個(gè)字節(jié)是平衡與
文件管理
和存儲(chǔ)之間的。而現(xiàn)在主流硬盤容量已經(jīng)攀升到1TB甚稿桐滾至更高，再用老標(biāo)準(zhǔn)去管理現(xiàn)超大容量的硬盤不但顯得繁瑣，而且降鍵余低效率，因此提升單個(gè)扇區(qū).
在Linux系統(tǒng)上的大型存儲(chǔ)陣列上創(chuàng)建分區(qū)(譯者注：實(shí)際上是對(duì)從陣列上劃分給系統(tǒng)的LUN分區(qū)，系統(tǒng)將每個(gè)LUN識(shí)別為一個(gè)磁盤)，會(huì)遇到兩大常見問題。之一個(gè)問題很容易，使用fdisk命租前納令得到的錯(cuò)誤信息已經(jīng)提示了解決問題的辦法：
WARNING: The size of this disk is 8.0 TB (bytes).
DOS partition table format can not be used on drives for volumes
larger than (bytes) for 512-byte sectors. Use parted(1) and GUID
partition table format (GPT).
譯者注：磁盤大小是8TB。DOS分區(qū)表格式不能在超過2TB（512個(gè)字節(jié)的扇區(qū)）的卷上使用。請(qǐng)使用parted命令和GUID分區(qū)表格式（GPT）
答案是：使用parted命令。如果你的系統(tǒng)上沒有parted，請(qǐng)安裝它吧！
第二個(gè)問題是來自parted的警告：
(parted) mklabel gpt
(parted) mkpart primary 0 100%
Warning: The resulting partition is not properly aligned for best performance.
Ignore/Cancel?
譯者注：生成的分區(qū)沒有正確地對(duì)齊以實(shí)現(xiàn)更佳性能。忽略/取消？
不論你使用怎樣的數(shù)字組合，這條錯(cuò)誤信息都不斷地出現(xiàn)。你嘗試選擇了忽略，但錯(cuò)誤根本沒被忽略。
網(wǎng)上有一些討論這個(gè)問題的帖子，惠普官方幫助論壇上的一個(gè)帖子真正戳中了問題的核心。（譯者注：文中提到的惠普論壇帖子現(xiàn)已無法弊沒訪問）
下面是正確對(duì)齊分區(qū)的快速分步指南。它是那個(gè)惠普帖子的提煉總結(jié)，希望大家能快速上手。這個(gè)方法對(duì)大多數(shù)陣列行之有效（實(shí)際上它適用于我所見過的所有陣列）；在惠普的帖子中還提到了更多可行的配置選項(xiàng)，我在這里只列出最常用的配置。
1.獲得你陣列的alignment參數(shù)（記得要將sdb替換為系統(tǒng)內(nèi)核看到的設(shè)備名稱）
# cat /sys/block/sdb/queue/optimal_io_size
# cat /sys/block/sdb/queue/minimum_io_size
262144
# cat /sys/block/sdb/alignment_offset
# cat /sys/block/sdb/queue/physical_block_size
512
2.把optimal_io_size的值與alignment_offset的值相加，之后除以physical_block_size的值。在我的例子中是：(+ 0) / 512 = 2023。
3.這個(gè)數(shù)值是分區(qū)起始的扇區(qū)。新的parted命令應(yīng)該寫成類似下面這樣
mkpart primary 2023s 100%
2023s中的字悔鄭母s是很有意義的：它告訴parted，你的輸入是2023扇區(qū)，而不是2023字節(jié)，也不是2023兆字節(jié)。
4.如果一切順利，分區(qū)將會(huì)被成功創(chuàng)建并沒有任何警告信息。然后你就可以檢查分區(qū)是否對(duì)齊了（如有必要，請(qǐng)將下面命令中的1替換為合適的分區(qū)號(hào)）。
(parted) align-check optimal
1 aligned
舉例說明Windows和Linux系統(tǒng)共存的磁盤分區(qū)要求
在 Windows 和 Linux 系統(tǒng)共存的磁盤分區(qū)方案中，需要先在 Windows 系統(tǒng)下進(jìn)行磁盤分區(qū)。在 Windows 的磁盤管理工具中，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)額外的分區(qū)，用于安裝 Linux 系統(tǒng)。這個(gè)分區(qū)可以是埋鎮(zhèn) NTFS 格式或者是 fat32格式，但是一般選擇 NTFS格式。在安裝枝枯 Linux 系統(tǒng)時(shí)，要選擇這個(gè)額彎搭粗外分區(qū)作為 Linux 系統(tǒng)根分區(qū)（/）和交換分區(qū)（swap）。這樣，Windows 和 Linux 系統(tǒng)就可以在同一硬盤上共存，而且可以在引導(dǎo)菜單中選擇啟動(dòng)哪個(gè)系統(tǒng)。
關(guān)于分區(qū)對(duì)齊 linux的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
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