Wir stellen die Gründe vor, warum Linux keine Defragmentierung erfordert

Wenn Sie ein Linux-Benutzer sind, haben Sie vielleicht gehört, dass Linux-Dateisysteme keine Defragmentierung erfordern. Möglicherweise stellen Sie auch fest, dass Linux-Distributionen nicht über die Möglichkeit zur Festplattendefragmentierung verfügen. Warum ist das so?

Um zu verstehen, warum das Linux-Dateisystem nicht wie das Windows-Dateisystem fragmentiert wird, müssen Sie zunächst verstehen, wie Fragmentierung auftritt und wie die Dateisysteme dieser beiden großen Betriebssysteme funktionieren. Was für ein Unterschied.

Was ist Festplattenfragmentierung?

Viele Windows-Benutzer, auch einige unerfahrene Benutzer, glauben, dass eine regelmäßige Defragmentierung des Dateisystems ihre Computer schneller laufen lässt. Aber keiner von ihnen weiß warum.

Einfach ausgedrückt enthält eine Festplatte viele Sektoren und jeder Sektor kann ein kleines Datenstück speichern. Dateien, insbesondere größere Dateien, müssen in vielen verschiedenen Sektoren gespeichert werden. Angenommen, Sie haben viele verschiedene Dateien in Ihrem Dateisystem und jede Datei ist in einer zusammenhängenden Gruppe von Sektoren gespeichert. Anschließend vergrößern Sie eine der Dateien. Das Dateisystem versucht zunächst, den neu hinzugefügten Teil der Datei in einem Sektor neben der ursprünglichen Sektorgruppe zu speichern. Wenn jedoch nicht genügend zusammenhängende Sektoren vorhanden sind, muss die Datei in mehrere kleine Teile zerlegt werden, und diese Vorgänge sind für Sie sichtbar. Wenn Ihre Festplatte diese Dateien liest, müssen ihre Köpfe zwischen verschiedenen physischen Standorten hin und her springen, um aufeinanderfolgende Sektorgruppen zu lesen, was sie verlangsamt.

Defragmentierung ist ein ausgeklügelter Prozess zur Reduzierung der Fragmentierung durch schrittweises Verschieben von Dateien (Bit ist die kleinste Dateispeichereinheit auf der Festplatte), um sicherzustellen, dass jede Datei kontinuierlich auf der Festplatte gespeichert wird.

Bei Solid-State-Laufwerken ist das natürlich etwas anders. Bei Solid-State-Laufwerken ist weder das Verschieben von Dateien noch die Defragmentierung erforderlich. Denn die Defragmentierung einer SSD (Solid State Drive) verkürzt deren Lebensdauer. Darüber hinaus müssen Sie sich in der neuesten Version des Windows-Systems keine Gedanken mehr über die Defragmentierung machen, da Windows diese automatisch für Sie durchführt.

Wie Windows-Dateisysteme funktionieren

Das FAT-Dateisystem, das früher von Microsoft verwendet wurde – zuletzt als Standardsystem in Windows 98 und ME gesehen, obwohl dieses System immer noch auf USB-Laufwerken verwendet wird – funktioniert Ordnen Sie die Dateien nicht sehr gut an. Wenn Sie eine Datei im FAT-Dateisystem speichern, wird versucht, die Datei so weit wie möglich am Anfang der Festplatte anzuordnen. Wenn Sie die nächste Datei speichern, wird diese direkt nach der ersten Datei gespeichert und so weiter. Wenn die Datei also größer wird, kommt es immer zu einer Fragmentierung, da neben der Datei kein Platz zum Speichern der hinzugefügten Teile vorhanden ist.

Das neuere NTFS-Dateisystem von Microsoft, das in Windows XP und 2000 verwendet wird, versucht, etwas intelligenter zu sein. Dieses Dateisystem stellt mehr freien Speicherplatz, sogenannte „Puffer“, um die Dateien herum, aber wie jeder Windows-Benutzer Ihnen sagen kann, wird das NTFS-Dateisystem eines Tages fragmentiert sein.

Da sich Dateisysteme so verhalten, ist eine Defragmentierung erforderlich, um die Leistung aufrechtzuerhalten. Microsoft kann dieses Problem in den neuesten Windows-Versionen nur dadurch entschärfen, dass das Defragmentierungsprogramm automatisch im Hintergrund ausgeführt wird.

So funktioniert das Linux-Dateisystem

Die ext2-, ext3- und ext4-Dateisysteme von Linux – ext4 ist das von Ubuntu und den meisten aktuellen Distributionen verwendete Dateisystem – werden auf intelligentere Weise genutzt um Dateien zu platzieren. Das Dateisystem von Linux verteilt Dateien auf der Festplatte und lässt viel freien Speicherplatz zwischen den Dateien, anstatt Dateien wie Windows nacheinander zu platzieren. Wenn eine Datei bearbeitet wird und größer wird, ist normalerweise genügend freier Speicherplatz zum Speichern der Datei vorhanden. Wenn es dennoch zu einer Fragmentierung kommt, versucht das Dateisystem, die Fragmentierung zu reduzieren, indem es die Dateien im täglichen Gebrauch verschiebt, sodass kein spezielles Defragmentierungsprogramm erforderlich ist.

Aufgrund der Funktionsweise kann es zu einer Fragmentierung kommen, nachdem Ihr Dateisystem voll ist. Wenn 95 % (oder sogar 80 %) des Dateisystems belegt sind, werden Sie eine gewisse Fragmentierung feststellen. Solche Dateisysteme sind jedoch darauf ausgelegt, die Fragmentierung im normalen Gebrauch zu reduzieren.

Wenn Sie unter Linux wirklich Fragmentierungsprobleme haben, benötigen Sie möglicherweise eine größere Festplatte. Wenn Sie ein Dateisystem wirklich defragmentieren müssen, besteht die einfachste und wahrscheinlich zuverlässigste Methode darin, alle Dateien herauszukopieren, dann die ursprüngliche Partition zu löschen und die Dateien dann zurück zu kopieren. Das Dateisystem platziert die Dateien intelligent, während Sie sie zurückkopieren.

Mit dem Befehl fsck können Sie den Grad der Fragmentierung eines Linux-Dateisystems ermitteln. Überprüfen Sie einfach die Anzahl der nicht zusammenhängenden Inodes in der Ausgabe.

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