解决Ubuntu系统NTFS速度过慢的问题

短命女 2024-02-20 11:35 15阅读 0赞

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#### 文章目录 ####

*  前言
 *  我的配置
 *  一、NTFS是什么？
 *  二、准备工作
 *   *  1.安装必要软件
     *  2.测试速度
     *   *  1.测试读速
         *  2.测试写速
 *  三、解决问题
 *   *  1.内核方案
     *   *  1.测试写速
     *  2.ntfs-3g方案
     *  3.ext4方案
 *  总结

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## 前言 ##

一般搞程序的哪有不用`NAS`的，当我尝试在Ubuntu上使用NTFS格式的SATA磁盘时，诡异的问题出现了，我在`Windows11`上测试速度时`100MB+`的磁盘，安装到`Ubuntu-22.04`之后就`读取速度`没有显著下降，`写入速度`变成了龟速。经过诸多研究终于有了眉目，最终也确实解决了我的问题，如果你也有同样的问题，不妨看看我的解决方案。

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## 我的配置 ##

CPU：4\*Cortex-A53 1.5GHZ  
OS：Ubuntu-22.04 Jammy  
ARCH：aarch64  
Network：1G Ethernet  
Protocol：Samba

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## 一、NTFS是什么？ ##

NTFS（New Technology File System）是Windows NT内核的系列操作系统支持的、一个特别为网络和磁盘配额、文件加密等管理安全特性设计的磁盘格式，提供长文件名、数据保护和恢复，能通过目录和文件许可实现安全性，并支持跨越分区。

## 二、准备工作 ##

准备一个512GB或1TB的SATA3硬盘，机械和SSD都行，实测两者都存在速度问题。

### 1.安装必要软件 ###

sudo apt update
    #ntfs需要
    sudo apt install ntfs-3g
    #查看磁盘属性和测读速
    sudo apt install hdparm

### 2.测试速度 ###

这里假如你只有一个sata盘，那就是`/dev/sda`了，第一个分区就是`/dev/sda1`，前提是你在windows11上提前格式化了。如果不是SSD，就不要选`4K`格式化，某些条件下导致在Windows上机械磁盘性能下降。选择默认即可。

Windows测速就不多讲了，方法太多了，下面讲讲Linux上测速，使用刚才安装的hdpram

#### 1.测试读速 ####

#不用选分区
    sudo hdparm -tT /dev/sda
    /dev/sda:
     Timing cached reads:   1774 MB in  2.00 seconds = 887.51 MB/sec
     Timing buffered disk reads: 346 MB in  3.00 seconds = 115.18 MB/sec

上面的115.18MB是真实地速度，和我在Windows11上速度基本一致，略差一点点，这里不多讨论。

#### 2.测试写速 ####

#nas用大文件多，这里直接测大文件拷贝
    dd if=/dev/zero of=<挂载路径> bs=1G count=1

测试出来速度19MB每秒，这简直惊天地泣鬼神。在Windows上还有100MB+，到了Linux上就变成19MB左右了。

一开始我以为是Cortex-A53能效核太弱鸡了，后来我测试了下EMMC能够达到100MB-200MB的速度，明显不是这个原因，至少不是主要原因。

## 三、解决问题 ##

### 1.内核方案 ###

这里要求`5.15+`内核版本，不出意外地话`Ubuntu-22.04`和`Ubuntu-20.04`都是`5.15+`的内核，`Ubuntu-18.04`初始是`5.4+`的版本，总之，必须满足这个版本要求。

请看原因：  
The Linux kernel already has a NTFS implementation, but it has severe limitations (like being read-only), which is why Linux users usually use the userspace ntfs-3g implementation. This release incorporates a new and fully functional NTFS implementation contributed by Parangon Software. This implementation supports NTFS file system versions up to 3.1, normal/compressed/sparse files and journal replaying, plus other features that will be added in the future.

归根结底还是5.15之前的NTFS驱动不行，5.15之后的内核改善了这个问题，这里我们不细究NTFS工作原理，也不细究为什么旧的内核实现速度慢，只解决问题。

下面是Linux内核官方说明，感兴趣的可以自行阅读下。

[KernelNewbies: Linux\_5.15][KernelNewbies_ Linux_5.15]

#获取磁盘的uuid
    sudo blkid
    #配置fstab，uuid是你的日用账号，每个人可能不一样，填你自己的就行了
    UUID=<你的UUID> <你的挂载路径> ntfs3 defaults,uid=1000,gid=1000,force 0 0
    #测试挂载，一定要做这一步
    sudo mount -a
    #查看挂载情况
    df -h

如果成功挂载了，就没问题了，错误了仔细检查，切记写在`/etc/fstab`里面的配置必须是成功的，否则操作系统无法启动，可能会进入紧急模式，或者永远起不来。

#### 1.测试写速 ####

#nas用大文件多，这里直接测大文件拷贝
    dd if=/dev/zero of=<挂载路径> bs=1G count=1
    1073741824 bytes (1.1 GB, 1.0 GiB) copied, 11.8799 s, 90.4 MB/s

还是比Windows11略差一丢丢，但是比前面的可是好太多了，就这样吧，不排除其它因素干扰，有时间再研究。

### 2.ntfs-3g方案 ###

适合内核在`5.15+`以下的，或者不方便升级内核的。需要使用一个参数`big_writes`。

#指定参数挂载
    sudo mount -o big_writes /dev/sda1 <挂载路径>

成功了就对了，使用这种方式挂载写入速度可以提高3倍左右，有50+MB的速度，比起19MB已经很好了，运气好的甚至能提高到70+MB的速度以上，主要还是看环境。

### 3.ext4方案 ###

如果你必须要在Windows和Linux之间来回导的话，你可能真得使用NTFS这种文件系统，ext4在Windows上不太好用。如果你只需要在Linux上使用，不需要接到Windows上，其实事情就简单了。Linux对ext4的支持就比ntfs好很多，你直接把磁盘格式化成ext4格式就行了。

这样，就不存在上面头疼的`NTFS`问题了。

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