Comment utiliser Linux pour optimiser les performances du système de fichiers

Comment utiliser Linux pour optimiser les performances du système de fichiers

Introduction :
Le système de fichiers est une partie très critique du système d'exploitation, qui est responsable de la gestion et du stockage des données de fichiers. Dans les systèmes Linux, il existe de nombreux systèmes de fichiers parmi lesquels choisir, tels que ext4, XFS, Btrfs, etc. Pour de meilleures performances et efficacité, il est crucial de régler le système de fichiers. Cet article explique comment utiliser Linux pour optimiser les performances du système de fichiers et donne des exemples de code correspondants.

1. Choisissez le système de fichiers approprié :
Différents systèmes de fichiers ont une adaptabilité différente à différentes charges de travail. Lors de la sélection d'un système de fichiers, des facteurs tels que le taux de lecture-écriture de la charge de travail et les exigences en matière de sécurité des données doivent être pris en compte.

1. ext4 : convient aux scénarios généraux, avec une bonne stabilité et de bonnes performances.
2. XFS : convient au stockage de fichiers volumineux et à un accès simultané élevé, adapté aux serveurs hautes performances.
3. Btrfs : convient au stockage et à la gestion de données à grande échelle, prenant en charge des fonctionnalités avancées telles que les instantanés et la compression.

2. Ajustez les paramètres du système de fichiers :
Les paramètres du système de fichiers dans le système Linux peuvent être optimisés en ajustant les paramètres du noyau :

1. Options de montage du système de fichiers (options de montage) : peuvent être modifiées. by/etc/fstab à définir.

   • noatime : désactivez l'horodatage d'accès à la mise à jour des fichiers lors de l'accès, ce qui peut réduire les opérations d'E/S disque.
   • nodiratime : désactivez les mises à jour de l'horodatage d'accès aux fichiers d'un dossier.
   • relatime : mettez automatiquement à jour l'horodatage d'un fichier lors de son accès, mais ne le mettez à jour qu'une fois que l'heure du dernier accès dépasse l'heure de la dernière modification, réduisant ainsi les opérations d'E/S disque.

2. Algorithme de planification de disque (I/O Scheduler) : il peut être défini via le fichier /sys/block/{device}/queue/scheduler.

   • date limite : convient aux environnements de bureau, garantissant une réponse en temps réel aux demandes de lecture et d'écriture.
   • noop : convient aux environnements de serveur à forte charge, traitant les demandes d'E/S en séquence.

Exemple de code :

1. Modifier le fichier /etc/fstab :

   UUID=<uuid> /mnt ext4 defaults,noatime 0 0

2. Modifier l'algorithme de planification du disque :

   echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler

3. Définir le cache du système de fichiers :
Système Linux utilise le cache de pages par défaut pour améliorer les performances du système de fichiers. La taille du bloc de données pré-lues peut être définie en modifiant le fichier /sys/block/{device}/queue/read_ahead_kb pour s'adapter aux différentes charges de travail.

Exemple de code :

echo 2048 > /sys/block/sda/queue/read_ahead_kb

4. Activer la prise en charge de TRIM :
Pour les systèmes de fichiers utilisant des disques SSD, l'activation de la prise en charge de TRIM peut améliorer les performances et la durée de vie du système de fichiers. TRIM peut être activé en modifiant le fichier /etc/fstab.

Exemple de code :

UUID=<uuid> /mnt ext4 defaults,noatime,discard 0 0

5. Utilisez l'écriture différée :
Laissez le système de fichiers mettre en cache autant de requêtes d'écriture que possible, réduisez les opérations d'écriture sur le périphérique de stockage et améliorez les performances.

Exemple de code :

echo 1000 > /proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs
echo 1000 > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs

6. Optimiser la planification du disque :
Pour les environnements de serveur à forte charge, les performances peuvent être améliorées en ajustant l'algorithme de planification du disque.

Échantillon de code :

echo 1024 > /sys/block/sda/queue/nr_requests

Conclusion :
En choisissant le système de fichiers approprié, en ajustant les paramètres du système de fichiers, en configurant le cache du système de fichiers, en activant la prise en charge de TRIM, en utilisant les écritures différées et en optimisant la planification du disque, le système de fichiers du système Linux peut être efficacement améliorée. Lors du réglage du système de fichiers, il doit être configuré selon des scénarios spécifiques et entièrement testé pour vérifier l'effet d'amélioration des performances.

Références :

1. https://www.kernel.org/doc/html/latest/filesystems/filesystems.html
2. https://wiki.archlinux.org/index.php/Solid_state_drive#Filesystem_mount_options
3. https https://www.kernel.org/doc/html/latest/block/index.html

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