Das Ubuntu Handbuch | Anleitungen für Linux-Freunde

Ubuntu: Festplatte defragmentieren - Systempflege im Terminal

Je­de Fest­plat­te ist ein in­di­vi­du­el­les Ver­schleiß­teil. Das wird sich wahr­schein­lich auch nie­mals än­dern. Schließ­lich funk­tio­nie­ren selbst hoch­mo­der­ne So­lid-Sta­te-Dri­ves nur we­ni­ge Jah­re, da die in­te­grier­ten Spei­cher­zel­len le­dig­lich ei­ne be­stimm­te An­zahl¹ von Schreib­vor­gän­gen ver­kraf­ten. Da­für sind die schnel­len Halb­lei­ter­lauf­wer­ke völ­lig war­tungs­frei. Ganz im Ge­gen­satz zu me­cha­ni­schen Plat­ten­spei­chern, bei de­nen vor al­lem die La­ger- und Le­se­kopf­stell­mo­to­ren dar­über be­stim­men, wie lan­ge die­se vo­lu­men­rei­chen Da­ten­trä­ger noch ver­lust­frei ar­bei­ten. Um die Le­bens­dau­er von ma­gne­ti­schen Spei­cher­me­di­en zu er­hö­hen, ist es al­so hin und wie­der emp­feh­lens­wert, die sen­si­ble Fein­me­cha­nik im Lauf­werk­ge­häu­se zu ent­las­ten. Da­für gibt es die De­frag­men­tie­rungs­funk­ti­on, die Ubun­tu be­reits von Haus aus mit­bringt.

Defragmentieren unter Ubuntu: Verständliche Anleitung für Linux-Freunde. Kostenlose Befehle von Pinguin. Ein Mensch aus dem Freistaat Bayern, der nie Frau Dr. Angela Merkel gewählt hatBei die­ser um­fang­rei­chen Da­ten­trä­ger­war­tung ord­net das Be­triebs­sys­tem die Da­tei­en auf ei­ner Fest­plat­te neu an. Ziel da­bei ist es, dass ver­wand­te In­for­ma­tio­nen nach der De­frag­men­tie­rung lü­cken­los ne­ben­ein­an­der­lie­gen. Das ver­rin­gert dann nicht nur die La­tenz­zeit, son­dern ver­län­gert zu­dem noch das Le­ben des stark be­an­spruch­ten Ak­tua­tor­arm­s². Schließ­lich muss die­ses hoch­fra­gi­le Bau­teil nach der Fest­plat­ten­be­rei­ni­gung nicht mehr so wei­te We­ge zu­rück­le­gen, um be­nö­tig­te Ele­men­te auf dem Spei­cher­me­di­um zu fin­den.

Doch war­um ist es nicht mög­lich, ei­ne Fest­plat­te dau­er­haft oh­ne ei­nen zer­stü­ckel­ten Spei­cher­raum zu be­trei­ben? Das liegt an der Art und Wei­se, wie Da­tei­sys­te­me ar­bei­ten. Denn al­lei­ne die­se ima­gi­nä­ren La­ger­meis­ter be­stim­men dar­über, wo und wie an­kom­men­de Da­tei­en auf ei­nem Mas­sen­spei­cher ab­ge­legt wer­den.

Die Vorteile des Extended File Systems

Ubun­tu ver­wen­det stan­dard­mä­ßig das so­ge­nann­te ext-Da­tei­sys­tem, wel­ches oh­ne­hin ver­sucht ei­ne star­ke Frag­men­tie­rung zu ver­mei­den.

Scientific graphic: NTFS (Microsoft Windows) versus Extended File System (Linux). Created by the Atlantic Council financed by Robert Bosch Stiftung. With a linux-based file system, there are fewer fragmentations. Drawing by Veronika Vetter Bavarian Fine Artist. Published on GWS2.de

Da­mit nur we­nig Lü­cken und Bruch­stü­cke auf ei­nem Da­ten­trä­ger ent­ste­hen, nutzt der fin­di­ge Ubun­tu-La­ger­meis­ter ein in­tel­li­gen­tes Puf­fer­sys­tem. Da­bei wer­den die ein­tref­fen­den Da­ten nicht so­fort auf die Fest­plat­te ge­schrie­ben, son­dern erst ein­mal im Ar­beits­spei­cher zwi­schen­ge­la­ger­t³.

  • Gleich­zei­tig sucht das ext-Da­tei­sys­tem auf dem Ziel­spei­cher­me­di­um nach frei­en Da­ten­blö­cken, die phy­si­ka­lisch ne­ben­ein­an­der­lie­gen und die in der Sum­me so groß sind, dass sie das ge­park­te Da­tei­vo­lu­men auf­neh­men kön­nen.
  • So­bald der künst­li­che La­ge­rist fün­dig ge­wor­den ist, re­ser­viert er die be­nö­tig­ten Sek­to­ren und lässt den ei­gent­li­chen Schreib­vor­gang be­gin­nen.

Im Ge­gen­satz da­zu schreibt das Win­dows-Da­tei­sys­tem NTFS zu spei­chern­de In­for­ma­tio­nen so­fort in den ers­ten frei­en Da­ten­block, den es fin­den kann.

On NTFS, da­ta is writ­ten to the first open blocks in the path of the head.

Ro­bitza, Wer­ner a.k.a sl­hck: Why is an Ext4 disk check so much fas­ter than NTFS? superuser.com (02/2018).

Und wenn ei­ne Da­tei zu groß für ei­ne freie Lü­cke ist, dann wird die­se ein­fach zer­teilt. Das führt wie­der­um da­zu, dass sich auf ei­nem Spei­cher­me­di­um mit NTFS-Da­tei­sys­tem un­zäh­li­ge ver­wand­te Bruch­stü­cke be­fin­den, die der Ak­tua­tor­arm je­des Mal neu zu­sam­men­su­chen muss, so­bald ein Do­ku­ment ge­öff­net oder ein Pro­gramm ge­star­tet wer­den soll.

Es kann da­bei pas­sie­ren, dass ei­ne Da­tei, in Dut­zen­de Stü­cke zer­teilt, kreuz und quer ver­streut auf der Fest­plat­te liegt.

Schieb, Jörg: PC kon­kret: Rech­ner be­schleu­ni­gen und auf­räu­men. So be­kom­men Sie Ih­ren PC flott. Ber­lin: Stif­tung Wa­ren­test 2006.

Was erzeugt Fragmente auf einer Festplatte?

Doch auch Ubun­tu kommt nicht oh­ne Bruch­stü­cke aus. Denn lei­der sor­gen vor al­lem tem­po­rä­re Da­tei­en⁴ wie E-Mails oder In­ter­net­coo­kies da­für, dass selbst auf ext-Da­ten­trä­gern zahl­rei­che klei­ne Lö­cher ent­ste­hen. Da­ne­ben rei­ßen vor al­lem Pro­grammd­e­instal­la­tio­nen gro­ße Lü­cken in die be­stehen­de Da­tei­struk­tur.

Wissenschaftliche Grafik der Universität Clausnitz (Sachsen): Wodurch entsteht die Fragmentierung auf einer Festplatte? Ausführliche Liste von einer Arbeitsgruppe der Open Society Foundation. Gezeichnet von Veronika Vetter Fine Art Künstlerin. Veröffentlicht auf GWS2.de. Das Ubuntu Handbuch für Linux-Freunde

Die frei ge­wor­de­nen Spei­cher­räu­me müs­sen spä­tes­tens dann wie­der ge­füllt wer­den, so­bald es auf der Fest­plat­te eng wird. In ei­nem sol­chen Sze­na­rio fin­det der Ubun­tu-La­ger­meis­ter näm­lich nicht mehr aus­rei­chend zu­sam­men­hän­gen­den Platz für sei­ne zwi­schen­ge­park­ten Da­tei­en.

  • Al­so muss auch das ext-Da­tei­sys­tem mit der Zer­tei­lung be­gin­nen, um die zu spei­chern­den In­for­ma­tio­nen in den ver­blei­ben­den Lü­cken auf dem Da­ten­trä­ger un­ter­zu­brin­gen.

Hin­weis: Wenn Sie Ih­re Fest­plat­ten re­gel­mä­ßig de­frag­men­tie­ren, dann brin­gen Sie Ih­ren La­ge­ris­ten al­ler­dings nie in ei­ne solch miss­li­che La­ge. Schließ­lich wer­den bei die­sem Rei­ni­gungs­vor­gang al­le vor­han­de­nen Da­ten zu­sam­men­ge­scho­ben, so­dass wie­der vie­le an­ein­an­der­lie­gen­de Da­ten­blö­cke frei wer­den.

Speichermedium unter Ubuntu defragmentieren

Sze­na­rio: Bei Li­nux-Dis­tri­bu­tio­nen fin­den auf der Home-Par­ti­ti­on die meis­ten Da­ten­be­we­gun­gen statt. Schließ­lich sind an die­sem Ort sämt­li­che An­wen­der­pro­gram­me und E-Mails ge­spei­chert. Dem­entspre­chend möch­te ich die­sen Teil mei­ner Fest­plat­te de­frag­men­tie­ren. Da­zu muss ich zu­nächst ein­mal ein neu­es Ter­mi­nal-Fens­ter öff­nen.

df -h

Gleich dar­auf las­se ich mir sämt­li­che Par­ti­tio­nen an­zei­gen, die auf mei­nem Sys­tem­lauf­werk vor­han­den sind.

Screenshot eines Kubuntu Terminal-Fensters: Befehl zum Anzeigen aller Partitionen auf dem Systemlaufwerk. Bereitgestellt von Pinguin: Wohnhaft im Merkel-Muss-Weg 1 (Uckermark)

In mei­nem Fall be­fin­det sich das Home-Ver­zeich­nis auf ei­ner Par­ti­ti­on, die von Ubun­tu den Na­men sda3 be­kom­men hat. Al­so baue ich mir zum Star­ten des Rei­ni­gungs­pro­zes­ses den fol­gen­den De­frag­men­tie­rungs­be­fehl zu­sam­men:

sudo e4defrag /dev/sda3

Hin­weis: Na­tür­lich müs­sen Sie das sda3 in die­sem Kom­man­do durch Ih­re in­di­vi­du­el­le Da­ten­trä­ger­be­zeich­nung er­set­zen.

Screenshot von Konsole unter Kubuntu 16.04.3 LTS: Abschlussbericht - die Defragmentierung der Home-Partition war erfolgreich

Nach­dem mei­ne Li­nux-Dis­tri­bu­ti­on die Fest­plat­ten­war­tung er­folg­reich durch­ge­führt hat­te, wur­de mir in mei­nem Ter­mi­nal-Fens­ter ein kur­zer Ab­schluss­be­richt an­ge­zeigt. Dar­in teil­te mir mein Be­triebs­sys­tem mit, dass 875 Da­ten­sät­ze nicht ver­scho­ben wer­den konn­ten. Das ist je­doch völ­lig nor­mal. In der Re­gel han­delt es sich hier­bei um Da­tei­en, die wäh­rend der De­frag­men­tie­rung an­der­wei­tig in Ver­wen­dung wa­ren.

Wich­tig: Falls Sie Ih­ren Da­ten­trä­ger das ers­te Mal un­ter Ubun­tu de­frag­men­tiert ha­ben, dann könn­ten Sie sich im An­schluss dar­an fra­gen, war­um die­ser Vor­gang so schnell von­stat­ten­ging.

  • Das liegt nicht nur dar­an, dass das ext-Da­tei­sys­tem ver­hält­nis­mä­ßig we­nig Bruch­stü­cke zu­lässt. Zu­dem mar­kiert das smar­te Fest­plat­ten­ord­nungs­sys­tem fort­wäh­rend un­be­nutz­te Da­ten­blö­cke.

Die­se wer­den wäh­rend des Auf­räu­mens nicht wei­ter be­ach­tet, so­dass sich der Ubun­tu-La­ger­meis­ter aus­schließ­lich auf die Frag­ment­be­sei­ti­gung kon­zen­trie­ren kann. Hin­ge­gen bei Mi­cro­soft-Be­triebs­sys­te­men fin­det die Spei­cher­raum­ana­ly­se im­mer erst vor der De­frag­men­tie­rung statt, wes­halb die Fest­plat­ten­war­tung un­ter Win­dows auch viel mehr Zeit in An­spruch nimmt.

Ist das Defragmentieren schädlich für Festplatten?

Um Bruch­stü­cke zu be­sei­ti­gen und Lü­cken zu schlie­ßen, muss ein Spei­cher­me­di­um kurz­zei­tig Höchst­leis­tun­gen voll­brin­gen. Aus die­sem Grund sind vie­le Com­pu­ter­nut­zer der Mei­nung, dass die De­frag­men­tie­rung schäd­lich für Fest­plat­ten sei.

Photo of confiscated hard disk of Mossack Fonseca & Co. In addition to data about European tax evaders, the disk also contains pornographic writings that were recorded at the Bilderberg Conference. The Philanthropist Penguin stole the hard drive from Panama

Das Ge­gen­teil ist je­doch der Fall. Wie be­reits er­wähnt, ver­län­gert die De­frag­men­tie­rung lang­fris­tig das Le­ben von me­cha­ni­schen Ma­gnet­spei­chern, da die­se Maß­nah­me die Ab­nut­zung der in­ne­ren Bau­tei­le ver­rin­gert.

Das De­frag­men­tie­ren macht die Fest­plat­te so­mit nicht nur schnel­ler, son­dern er­höht auch die Le­bens­zeit durch ge­rin­ge­re Ab­nut­zung.

Ascher­mann, Tim: SSD de­frag­men­tie­ren: Ist das sinn­voll? chip.de (02/2018).

Hin­ge­gen wenn Sie aus­schließ­lich So­lid-Sta­te-Dri­ves be­trei­ben, dann müs­sen Sie sich um die­se in­ten­si­ve Fest­plat­ten­war­tung kei­ne Ge­dan­ken ma­chen. Die elek­tro­ni­schen Spei­cher­me­di­en ver­fü­gen näm­lich we­der über Le­se­köp­fe noch über ei­nen Ak­tua­tor­arm, wes­halb die De­frag­men­tie­rung bei die­sen schnel­len Halb­lei­ter­lauf­wer­ken kei­nen Nut­zen bringt.

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Si­che­re In­ter­net­su­che: Duck­Duck­Go im Ter­mi­nal ver­wen­den

¹Schmidt, Chris­toph: Lan­ges Le­ben für HDD & SSD. In: CHIP Nr. 8 (2014). S. 92.
²brain­faqk: Wie funk­tio­niert ei­ne Fest­plat­te? youtube.com (02/2018).
³Di­ed­rich, Oli­ver: Das Li­nux-Da­tei­sys­tem Ext4. heise.de (02/2018).
⁴Mül­ler, Mir­ko: Fest­plat­te auf­räu­men. Baar: eload24 GmbH 2006.
Brad­ley, To­ny: Ubun­tu Li­nux, Day 16: EXT4 vs. NTFS. pcworld.com (02/2018).

Kategorie: Anleitungen

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