Ubuntu 针对 SSD 的优化方案

首先看下 LZ 的分区情况：

>$ sudo fdisk -l

Disk /dev/sda: 120.0 GB, 120034123776 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 14593 cylinders, total 234441648 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x0001cbca

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048      206847      102400   83  Linux
/dev/sda2          206848   234438655   117115904   83  Linux

Disk /dev/sdb: 1000.2 GB, 1000204886016 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 121601 cylinders, total 1953525168 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disk identifier: 0x000a1ddb

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048  1922080767   961039360   83  Linux
/dev/sdb2      1922082814  1953523711    15720449    5  Extended
Partition 2 does not start on physical sector boundary.
/dev/sdb5      1922082816  1953523711    15720448   82  Linux swap / Solaris

两块硬盘，/dev/sda 是固态硬盘，/dev/sdb 是机械硬盘，所以这里只针对 /dev/sda 进行优化。

/dev/sda1 是 /boot 分区，/dev/sda2 是 / 分区。

1.针对 /etc/fstab 的优化配置

>$ sudo vim /etc/fstab
# /etc/fstab: static file system information.                                                                                                           
#
# Use 'blkid' to print the universally unique identifier for a
# device; this may be used with UUID= as a more robust way to name devices
# that works even if disks are added and removed. See fstab(5).
#
# <file system> <mount point>   <type>  <options>       <dump>  <pass>
# / was on /dev/sda2 during installation
UUID=d9a9c636-a561-4b71-acc5-51d3204c75ba /               ext4    noatime,discard,errors=remount-ro 0       1
# /boot was on /dev/sda1 during installation
UUID=1716571d-14c5-4d09-9e69-8c97d5543de1 /boot           ext4    noatime,discard,defaults        0       2
# /home was on /dev/sdb1 during installation
UUID=aa94f45f-8dcb-45c8-bef4-c8adace32a3b /home           ext4    defaults        0       2
# swap was on /dev/sdb5 during installation
UUID=d93e0ac2-c372-470c-9dd6-1e17a9242ee4 none            swap    sw              0       0
tmpfs   /tmp            tmpfs   defaults,noatime,mode=1777      0       0
tmpfs   /var/tmp        tmpfs   defaults,noatime,mode=1777      0       0
tmpfs   /var/log        tmpfs   defaults,noatime,mode=1777      0       0

上面红色和加粗的部分是 LZ 手工添加进去的，下面 LZ 详细解释一下手工添加的部分的含义。

noatime 表示访问文件时不更新文件访问时间，这样可以减少对磁盘的写入动作。

Linux 文件系统中有三种时间，想要详细了解可以查阅 LZ 的博文《(三) 一起学 Unix 环境高级编程(APUE) 之文件和目录》。

discard 表示开启 TRIM 功能。

TRIM 的作用主要有两个：1 提高硬盘写入效率；2 根据平均写入算法提高 SSD 寿命。

具体原理各位自行查找资料吧。

Linux 内核从 2.6.33 开始支持 TRIM 指令，所以首先查看内核版本以确定操作系统是否支持 TRIM：

>$ uname -a
Linux yuhuashi-Linux 3.13.0-24-generic #46-Ubuntu SMP Thu Apr 10 19:11:08 UTC 2014 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
>$

LZ 的内核版本是 3.13.0，所以是支持 TRIM 的。

接下来检查 SSD 是否支持 TRIM，虽然现在绝大多数 SSD 都支持 TRIM，但是也并非所有的 SSD 都支持。

$ sudo hdparm -I /dev/sda | grep TRIM
       *    Data Set Management TRIM supported (limit 8 blocks)
$>

显示类似这个信息的表示支持，不同的 SSD 显示的提示可能不一样。

当然，上面这两个配置是没有依赖关系的，所以先配置谁或仅配置谁都是可以的。

文件的最后将 /tmp、/var/tmp 和 /var/log 三个目录挂载到内存上了，这样做有两个目的：

1）利用内存来加速：内存的速度比硬盘的速度快得多，将这种频繁读写的目录挂载到内存中可以大大提高它们的读写速度。

2）减少对 SSD 的写入次数：因为这种临时目录通常都会保存很多小文件，而且读写频繁，为了提高 SSD 的寿命，把它们挂载到内存中。

注意：上面的 /var/log 目录是系统日志所在的目录，如果挂载到内存中将意味着关机之后这些日志全部都会丢失！当然，对于个人来说通常历史系统日志是没什么用的，所以 LZ 把它们也挂载到内存中了。

下面检查一下上面的配置是否生效：

>$ sudo mount -oremount /dev/sda1
>$ mount -l
/dev/sda2 on / type ext4 (rw,noatime,discard,errors=remount-ro)
tmpfs on /tmp type tmpfs (rw,noatime,mode=1777)
tmpfs on /var/tmp type tmpfs (rw,noatime,mode=1777)
tmpfs on /var/log type tmpfs (rw,noatime,mode=1777)
/dev/sda1 on /boot type ext4 (rw,noatime,discard)
/dev/sdb1 on /home type ext4 (rw)
>$

可以看到，/dev/sda1 和 /dev/sda2 已经有 noatime 和 discard 挂载属性了；并且 /tmp、/var/tmp 和 /var/log 也已经被挂载为 tmpfs 了。这说明我们上面的配置成功了。

2.减少 SWAP 换出量

LZ 分配了很大的 SWAP，但在实际使用中发现 SWAP 空间实际使用得很少，而且 LZ 从来不使用休眠功能，所以不分配或少分配 SWAP 也是可以的。

当然前提是你的内存足以满足你日常的使用，LZ 是 8GB 内存。

LZ 的 SWAP 是分配在机械硬盘上的，由于平时 SWAP 用得少所以速度慢点也无所谓。

其实这一步通常仅适用于把 SWAP 分配在 SSD 上的童鞋，像 LZ 这种把 SWAP 分配在机械硬盘上的，设不设置都无所谓。

>$ su
Password:
># echo 1 > /proc/sys/vm/swappiness
>#

0 到 100 之间，值越大换出量越大。

3.使用 noop I/O 调度算法

noop 相当于实现了一个最简单的 FIFO 队列，由于 SSD 不需要像机械硬盘一样寻址，所以采用最简单的调度算法也能相应的提高效率。

>$ su
Password: 
# 查看当前的调度算法，下面被中括号选中的表示当前的调度算法
># cat /sys/block/sda/queue/scheduler
noop [deadline] cfq 
# 修改调度算法再重新查看
># echo noop > /sys/block/sda/queue/scheduler
># cat /sys/block/sda/queue/scheduler
[noop] deadline cfq 
# LZ 发现这种方式只能临时设置，下次重启又变回去了，所以需要修改系统启动脚本
># vim /etc/rc.local
# 在最下面(exit 0 的上面) 添加这句，保存退出，可重启后用上面的 cat(1) 指令验证
echo noop > /sys/block/sda/queue/scheduler
>#

4.关闭 EXT4 日志功能

把这步放在最后是因为需要进入 LiveCD 才能做，所以装完系统之后首次进入系统还是先把其它的优化工作做完吧，不然先做这步的话一会儿还要再重启一次再做前面的优化。

关闭文件系统日志是为了减少 I/O 操作对 SSD 的写入次数，从而提高 SSD 的寿命。

但是，关闭文件系统的日志更容易导致文件系统的损坏，比如发生突然断电的情况等。不过 LZ 使用的是笔记本电脑，不怕突然断电哈。为了提高 SSD 的寿命，还是值得一试的。

1）重启进入 LiveCD。

2）在 shell 中执行命令：

# 修改 root 密码，因为命令要在 root 下运行，所以需要先取得 LiveCD 的 root 权限。
>$ sudo passwd root
输入新的 UNIX 密码： 
重新输入新的 UNIX 密码： 
passwd：已成功更新密码
>$ su
密码： 

# 查看分区的设备文件，还好设备文件名与在系统中查看的是一样的，这样大家就不用费力气的重新对照了。
># fdisk -l

Disk /dev/sda: 120.0 GB, 120034123776 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 14593 cylinders, total 234441648 sectors
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x0001cbca

   设备 启动      起点          终点     块数   Id  系统
/dev/sda1   *        2048      206847      102400   83  Linux
/dev/sda2          206848   234438655   117115904   83  Linux

Disk /dev/sdb: 1000.2 GB, 1000204886016 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 121601 cylinders, total 1953525168 sectors
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disk identifier: 0x000a1ddb

   设备 启动      起点          终点     块数   Id  系统
/dev/sdb1            2048  1922080767   961039360   83  Linux
/dev/sdb2      1922082814  1953523711    15720449    5  扩展
分区 2 未起始于物理扇区边界。
/dev/sdb5      1922082816  1953523711    15720448   82  Linux 交换 / Solaris

# 关闭 /boot 分区的文件系统日志，这个是针对分区的，所以要在每一个 SSD 分区上做。
># tune2fs -O ^has_journal /dev/sda1 
tune2fs 1.42.9 (4-Feb-2014)
# 关闭 / 分区的文件系统日志
># tune2fs -O ^has_journal /dev/sda2 
tune2fs 1.42.9 (4-Feb-2014)
# 运行文件系统检测，据说不运行可能会导致文件系统出错，LZ 没有亲自挑战过，所以还是乖乖的运行比较好。这个也是针对分区的，所以要在每一个关闭了文件系统日志的分区上做。
># e2fsck -f /dev/sda1 
e2fsck 1.42.9 (4-Feb-2014)
第一步: 检查inode,块,和大小
第二步: 检查目录结构
第3步: 检查目录连接性
Pass 4: Checking reference counts
第5步: 检查簇概要信息
/dev/sda1: 301/25688 files (1.0% non-contiguous), 38564/102400 blocks
># e2fsck -f /dev/sda2 
e2fsck 1.42.9 (4-Feb-2014)
第一步: 检查inode,块,和大小
第二步: 检查目录结构
第3步: 检查目录连接性
Pass 4: Checking reference counts
第5步: 检查簇概要信息
/dev/sda2: 182739/7323648 files (0.2% non-contiguous), 1599116/29278976 blocks
# 在 LiveCD 上面的工作就做完了，重启进入系统
># reboot
>#

由于上面的内容比较多，所以 LZ 把需要手工执行的命令用红色加粗标记出来了。

3）重启进入系统之后，验证一下是否成功了：

>$ dmesg | grep EXT4
[    3.787513] EXT4-fs (sda2): mounted filesystem without journal. Opts: (null)
[    4.194035] EXT4-fs (sda2): re-mounted. Opts: discard,errors=remount-ro
[    4.362051] EXT4-fs (sda1): mounted filesystem without journal. Opts: discard
[    4.382329] EXT4-fs (sdb1): mounted filesystem with ordered data mode. Opts: (null)
>$

出现了类似上面加粗字体的提示表示配置成功了，如果出现了上面蓝色字体的内容就说明没有生效。当然对于 LZ 来说配置是生效了的，因为 LZ 仅关闭了 sda1 和 sda2 的文件系统日志。sdb1 本来就不是固态硬盘，LZ 根本没有关闭它的文件系统日志。

参考文献：

1. Ubuntu系统SSD硬盘优化全记录

2. SSD的TRIM功能有什么作用？

3. 小结一下linux 2.6内核的四种IO调度算法

posted on 2015-05-09 20:51 0xCAFEBABE 阅读(6419) 评论(0) 编辑收藏举报

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