Ubuntu 针对 SSD 的优化方案

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首先看下 LZ 的分区情况：

>$ sudo fdisk -l

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

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *                         Linux
/dev/sda2                     Linux

Disk /dev/sdb: 1000.2 GB,  bytes
 heads,  sectors/track,  cylinders, total  sectors
Units = sectors of  *  =  bytes
Sector size (logical/physical):  bytes /  bytes
I/O size (minimum/optimal):  bytes /  bytes
Disk identifier: 0x000a1ddb

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1                      Linux
/dev/sdb2                  Extended
Partition  does not start on physical sector boundary.
/dev/sdb5                 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().
#
# <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
# /boot was on /dev/sda1 during installation
UUID=1716571d-14c5-4d09-9e69-8c97d5543de1 /boot           ext4    noatime,discard,defaults
# /home was on /dev/sdb1 during installation
UUID=aa94f45f-8dcb-45c8-bef4-c8adace32a3b /home           ext4    defaults
# swap was on /dev/sdb5 during installation
UUID=d93e0ac2-c372-470c-9dd6-1e17a9242ee4 none            swap    sw                     
tmpfs   /tmp            tmpfs   defaults,noatime,mode=
tmpfs   /var/tmp        tmpfs   defaults,noatime,mode=
tmpfs   /var/log        tmpfs   defaults,noatime,mode=             

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.--generic #-Ubuntu SMP Thu Apr  :: UTC  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  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=)
tmpfs on /var/tmp type tmpfs (rw,noatime,mode=)
tmpfs on /var/log type tmpfs (rw,noatime,mode=)
/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  > /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,  bytes
 heads,  sectors/track,  cylinders, total  sectors
Units = 扇区 of  *  =  bytes
Sector size (logical/physical):  bytes /  bytes
I/O size (minimum/optimal):  bytes /  bytes
Disk identifier: 0x0001cbca

   设备 启动      起点          终点     块数   Id  系统
/dev/sda1   *                         Linux
/dev/sda2                     Linux

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

   设备 启动      起点          终点     块数   Id  系统
/dev/sdb1                      Linux
/dev/sdb2                  扩展
分区  未起始于物理扇区边界。
/dev/sdb5                 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. (-Feb-)
# 关闭 / 分区的文件系统日志
># tune2fs -O ^has_journal /dev/sda2
tune2fs 1.42. (-Feb-)
# 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. (-Feb-)
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 : Checking reference counts
第5步: 检查簇概要信息
/dev/sda1: / files (1.0% non-contiguous), / blocks
># e2fsck -f /dev/sda2
e2fsck 1.42. (-Feb-)
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 : Checking reference counts
第5步: 检查簇概要信息
/dev/sda2: / files (0.2% non-contiguous), / 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