Ускорение загрузки Linux
Скорость загрузки вашей операционной системы — это очень важный момент в работе компьютера. Никому не хочется смотреть на заставку загрузки по несколько минут. Чем быстрее загрузится система и будет готова к работе, тем лучше.
Но порой система инициализации выполняет много лишних задач во время загрузки, иногда некоторые сервисы ожидают загрузки других и завершаются только по таймауту через некоторое время. В таких случаях система может загружаться до нескольких минут. В этой статье мы рассмотрим как ускорить загрузку Linux, что нужно для этого настроить, что удалить. А также немного поговорим о процессе загрузки. Мы сосредоточимся на системе инициализации systemd.
Как проходит загрузка Linux
Во всех подробностях процесс загрузки Linux описан в отдельной статье, здесь же мы рассмотрим только то, что будет касаться ускорения.
На то как BIOS тестирует устройства и запускает загрузчик мы повлиять не можем. Работу загрузчика тоже ускорить не получится, можно только убрать ожидание выбора пункта меню.
Но самое интересное начинается дальше. Перед тем как начать загрузку системы ядро выполняет несколько проверок, загружает модули и так далее. Не все проверки нужно выполнять и не все модули нам нужны.
После того как ядро передало управление системе инициализации, начинается монтирование дисков. Это тоже отнимает время, лучше не использовать виртуальные разделы дисков, например, raid или lvm, да и вообще, чем меньше разделов — тем лучше. Идеальный вариант — только корневой раздел, тогда скорость загрузки linux будет максимальной. Но это очень невыгодный в плане удобства вариант, поэтому найдите золотую серединку. Перед тем как примонтировать каждый диск, система инициализации пытается проверить файловую систему на ошибки, это тоже замедляет загрузку.
Загрузка сервисов отнимает больше всего времени и больше всего работы придется проделать здесь, определить какие сервисы не нужны и отключить их также скрыть те сервисы, которые отключить нельзя. Чтобы понять что именно отключать нам нужно знать сколько времени занимает загрузка каждого сервиса. Давайте рассмотрим анализ скорости загрузки systemd.
Анализ загрузки Systemd
Анализ скорости загрузки системы важен не только в самом процессе оптимизации, но и для того, чтобы оценить насколько эта оптимизация удалась. Перед и после оптимизации нужно замерять время загрузки, чтобы понять чего мы смогли добиться.
Давайте посмотрим насколько быстро грузится наша система сейчас:
Да, здесь 17 секунд, не так уж плохо, но будет еще лучше после завершения ускорения загрузки. На загрузку ядра уходит 5.405, а на все остальные сервисы 11.611. Чтобы понять какие именно сервисы замедляют систему нам нужна более подробная информация, мы можем ее получить с помощью параметра blame:
У нас есть список сервисов, которые загружаются дольше всего, но этот список ни о чем нам не говорит, потому что в Systemd параллельная загрузка сервисов. Если бы во время загрузки была какая-нибудь проблема, мы бы ее увидели, но проблем здесь нет. Нам нужен более детализованный график с указанием не только времени загрузки сервиса, но и с отображением параллельных загрузок и мы можем его получить командой:
systemd-analyze plot > graph.svf
Утилита сгенерирует svf файл с графиком, откройте его в браузере:
Вот теперь у нас есть вся информация, чтобы оптимизировать систему. Здесь отображается не только время загрузки каждого сервиса, но также время когда он начал загружаться и когда завершил. Дальше начнем ускорение загрузки Linux.
Ускорение загрузки Linux
Начнем мы с оптимизации ядра 5 секунд, это не так много, но можно же еще улучшить. Мы не будем пересобирать ядро, хотя и это дало бы больший эффект, мы просто настроим его работу с помощью параметров загрузки.
Настраивать Grub будем правильно. Параметры загрузки ядра находятся в файле /etc/default/grub, а именно в строчке GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT. Откройте этот файл:
Теперь приводим интересующую нас строчку к такому состоянию:
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT=»quiet rootfstype=ext4 libahci.ignore_sss=1 raid=noautodetect selinux=0 plymouth.enable=0 lpj=12053560″
Разберем подробнее за что отвечает каждый параметр:
- quiet — вывод, это долго, поэтому говорим ядру что на экран нужно выводить минимум информации
- rootfstype=ext4 — указываем в какую файловую систему отформатирован корень. У меня ext4.
- libahci.ignore_sss=1 — Ignore staggered spinup flag, ускоряет загрузку жестких дисков
- raid=noautodetect — raid я не использую, думаю вы тоже поэтому отключаем.
- selinux=0 — система полномочий selinux на домашней машине тоже ни к чему, без нее будет быстрее.
- plymouth.enable=0 — заставка plymouth тоже занимает много времени, поэтому убираем заставку
- lpj=12053560 — позволяет задать константу loops_per_jiffy, что позволит ядру не вычислять ее каждый раз и сэкономит до 250 миллисекунд. Это значение индивидуально для каждого компьютера.
Чтобы узнать значение последнего параметра выполните:
Нас будет интересовать значение lpj=, укажите его в своем конфигурационном файле.
Также для указания корневого раздела желательно не использовать всякие там UUID, быстрее будет если написать прямо. Для того чтобы конфигуратор grub не использовал grub добавьте в тот же файл строчку:
Сохраните файл и обновим конфигурацию grub:
Проверяем, действительно ли установлены нужные опции:
Да, все правильно, перезагружаем компьютер, и смотрим что вышло:
Почти на одну секунду быстрее, и то хорошо. Возможно, у вас эффект будет намного лучше. Теперь идем разбираться с сервисами.
Настройка системы
Во-первых SELinux отключен не полностью. Для полного отключения добавляем строку в файл /etc/selinux/config:
Во-вторых, проверка файловых систем тоже может занять некоторое время. Оставляем проверку на ошибки только для корня. Для этого откройте файл /etc/fstab и приведите строчку для корня к такому виду:
/dev/sda3 / ext4 defaults 1 1
Последний параметр отвечает за проверку, 1 — проверять, 0 — не проверять. Установите для всех других разделов 0. К тому же boot раздел лучше монтировать по требованию. Для этого изменяем его запись:
/dev/sda1 /boot ext4 noauto,comment=systemd.automount 1 0
Затем давайте перенесем папку /tmp в оперативную память, чтобы уменьшить количество операций на жестком диске:
tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
Ускорение загрузки Linux отключением сервисов
Вот мы и добрались к сервисам. Оптимизация сервисов заключается в том, чтобы отключить лишнее, а также использовать только возможности, встроенные в systemd, так будет быстрее. Сначала перенесем всю функциональность на systemd.
Первым отключим rsyslog. В systemd используется свой механизм записи логов journald, поэтому вести еще один не нужно. Для отключения выполните:
sudo systemctl disable rsyslog
$ sudo systemctl mask rsyslog
Опция mask позволяет спрятать юнит, система будет думать что его не существует и не сможет загрузить. Восстановить такой юнит можно командой systemctl unmask.
В systemd реализована своя служба настройки сети — networkd, поэтому необязательно использовать NetworkManager. Работа со встроенной службой будет намного быстрее. Здесь нужно заметить, что если вы используете wifi и не хотите настраивать его вручную, через консоль, то отключать NetworkManager не стоит.
Отключаем NetworkManager и включаем networkd:
sudo systemctl disable NetworkManager
sudo systemctl enable systemd-networkd
Службу networking тоже можно отключить, если не используете:
sudo systemctl disable networking
Включаем resolved, который отвечает за настройку DNS серверов:
sudo systemctl enable systemd-resolved
sudo systemctl start systemd-resolved
Даем символическую ссылку на файл /etc/resolv.conf
sudo rm /etc/resolv.conf
sudo ln -s /run/systemd/resolve/resolv.conf /etc/resolv.conf
Осталось настроить динамическое получение ip адреса при загрузке:
sudo vi /etc/systemd/network/20-dhcp.network
[Match]
Name=enp*
[Network]
DHCP=yes
enp0* значит, что сеть нужно подымать только для устройств, имена которых начинаются на enp0. Готово, сеть настроена.
В systemd есть свое решение для выполнения задач по расписанию, поэтому cron можно не использовать:
sudo systemctl disable cron
С заменой разобрались, перейдем к удалению лишнего. Отключаем фаервол, на домашней машине, за маршрутизатором он не нужен:
sudo systemctl disable ufw
$ sudo systemctl mask ufw
Отключаем apport (служба отчетов об ошибках):
sudo systemctl disable apport
Я не использую ppp и мобильные соединения, поэтому и эти сервисы можно отключить.
sudo systemctl disable pppd-dns
sudo systemctl mask pppd-dns
sudo systemctl disable ModemManager
sudo systemctl mask ModemManager
Если вы не используете Avahi, его тоже можно отключить:
sudo systemctl disable avahi-daemon
Систему AppArmor тоже можно отключить:
sudo systemctl disable apparmor
Также если у вас загружаются такие программы, как postfix (почтовый сервер), apache (веб-сервер), mysql (сервер баз данных) лучше их тоже убрать из автозагрузки и запускать потом вручную.
Перезагружаемся и проверяем скорость загрузки:
У меня скорость загрузки linux выросла на пять секунд. Но это нормально, учитывая, что используется VirtualBox, на реальной машине можно получить и больше. А самая лучшая оптимизация — купить SSD, там можно достичь даже скорости загрузки до двух-трех секунд.
Выводы
Вот и все, в этой статье мы рассмотрели как ускорить загрузку Linux. Если у вас долго грузится Linux вы уже знаете что нужно делать. Если вы знаете другие способы ускорить загрузку Linux, напишите в комментариях!
Обнаружили ошибку в тексте? Сообщите мне об этом. Выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter.
Быстрее, выше, сильнее: Clear Linux — самый быстрый дистрибутив для x86-64?
На днях ресурс Phoronix опубликовал результаты тестов скорости работы разных дистрибутивов Linux на системе с Core i9 10980XE.
Тестирование проводилось со сборками Clear Linux 33540 (самая новая на момент теста), Clear Linux 31480 (конец 2019 года), Endeavour OS Rolling, openSUSE Tumbleweed 20200727, Debian Buster Testing, Ubuntu 20.04 LTS и тестовая сборка Ubuntu 20.10.
Подробности тестирования — под катом.
Технические характеристики тестируемой системы:
- Процессор: Intel Core i9-10980XE @ 4.60GHz (18 Cores / 36 Threads)
- Плата: Gigabyte X299X DESIGNARE 10G (F1 BIOS)
- Чипсет: Intel Sky Lake-E DMI3 Registers
- SSD: Samsung SSD 970 PRO 512GB
- Графический чип: AMD Radeon RX 64 8GB (1590/800MHz)
- Аудио: Realtek ALC1220
- Ядро Linux 5.7,
- Компилятор GCC 10.2.1,
- Python 3.8.4,
- I/O-планировщик для NVMe-накопителей — BFQ,
- Графическая оболочка GNOME 3.36.
Пока что обещания постепенно повышать производительность дистрибутива выполняются. Так, время загрузки новой версии Clear Linux по сравнению с предыдущей снизилось сразу в 2,5 раза.
Что касается сравнения с другими системами, то Clear Linux в большей части тестов опередил конкурентов, хотя и не везде. Дистрибутив от Intel оказался первым в 73 из 136 тестов. Результаты авторы проекта визуализировали.
По словам разработчиков, высокая скорость работы дистрибутива Clear Linux объясняется жесткой оптимизацией для архитектуры x86-64.
Второе и третье место заняли Ubuntu 20.10 и Debian Buster. Ubuntu всего на 4% отстал от лидера.
Результаты всех тестов можно просмотреть в итоговом файле.