BTRFS, ZFS, XFS, EXT4: Σε τι διαφέρουν και ποιο σύστημα αρχείων να χρησιμοποιήσετε για να δημιουργήσετε έναν τόμο;

Ποιος είναι ο νικητής σε ένα σενάριο ZFS εναντίον BTRFS; Ποιο έχει την καλύτερη απόδοση σε μια αντιπαράθεση EXT4 εναντίον XFS; Η αλήθεια είναι ότι κάθε σύστημα αρχείων ZFS, BTRFS, XFS ή EXT4 – για να αναφέρουμε μόνο τα πιο δημοφιλή – έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.

Είτε πρόκειται για κέντρα δεδομένων επιχείρησης είτε για προσωπικούς σκοπούς, η επιλογή του καλύτερου συστήματος αρχείων θα εξαρτηθεί από τον όγκο δεδομένων και τις απαιτήσεις ρύθμισης.

Μάθετε περισσότερα:Γιατί ο όγκος του Mac μου είναι χαμηλός: 6 καλύτερες λύσεις

Για να βοηθήσουμε στη λήψη των αποφάσεών σας, σε αυτό το άρθρο θα ελέγξουμε τις διαφορές των ZFS, BTRFS, XFS και EXT4 και θα διερευνήσουμε τι είναι το καλύτερο που μπορεί να κάνει το καθένα σε υλοποιήσεις.

Τι είναι ένα σύστημα αρχείων και γιατί έχει σημασία

Ο όροςσύστημα αρχείωναναφέρεται στις μεθόδους και τις δομές που εφαρμόζει το λειτουργικό σας σύστημα (OS) για τη διαχείριση του τρόπου με τον οποίο αποθηκεύονται, οργανώνονται και ανακτώνται τα δεδομένα σας σε έναν δίσκο αποθήκευσης. Ένα σύστημα αρχείων περιλαμβάνει εσωτερικές λειτουργίες όπως ονομασία αρχείων, μεταδεδομένα, καταλόγους, φακέλους, κανόνες πρόσβασης και δικαιώματα. Οι συσκευές αποθήκευσης προορίζονται απλώς να κρατούν πολλά bit. δεν έχουν ιδέα για αρχεία, όπως ZFS, BTRFS, XFS και EXT4. Αυτό σημαίνει ότι διαφορετικά, τα δεδομένα σε ένα μέσο αποθήκευσης δεν θα ήταν παρά ένας μεγάλος όγκος πληροφοριών. Ένα σύστημα αρχείων λειτουργεί παρόμοια με τον Πίνακα περιεχομένων ενός βιβλίου: επιτρέπει στα αρχεία σας να χωριστούν σε κομμάτια και να αποθηκευτούν σε πολλά μπλοκ. Σε αυτή τη μεταφορά, ένα σύστημα αρχείων απλοποιεί σημαντικά τη διαχείριση και την πρόσβαση δεδομένων. Με απλά λόγια, εάν αλλάξετε ένα κεφάλαιο ή το μετακινήσετε κάπου αλλού, πρέπει να ενημερώσετε τον Πίνακα περιεχομένων, διαφορετικά οι σελίδες δεν θα ταιριάζουν.

Οι χρήστες των Windows δεν έχουν πολλές επιλογές όσον αφορά ένα σύστημα αρχείων. Το λειτουργικό του έρχεται με μόνο ένα από προεπιλογή (κυρίως είναιNTFS,FAT 32, ήHFS). Από την άλλη πλευρά, για συσκευές που βασίζονται σε Linux/Unix, μπορεί να είναι λίγο δύσκολο να επιλέξετε μία από τις πολλές επιλογές. Θα εξετάσουμε κάθε σύστημα αρχείων με περισσότερες λεπτομέρειες εκ των προτέρων. Αλλά για μια εύχρηστη συλλογή, εξετάστε τις κορυφαίες επιλογές μας παρακάτω:

ΚΑΛΥΤΕΡΟ ΓΙΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΙΣ:

Το BTRFS είναι ιδανικό για μεγάλες εταιρείες που χρειάζονται ένα εύχρηστο σύστημα αρχείων που είναι εύκολο στη διαχείριση. καλό για τεχνολογίες και έργα όπου δεν απαιτείται υψηλή ανοχή σφαλμάτων.

ΤΟ ΚΑΛΥΤΕΡΟ ΓΙΑ κεντρικούς πλαισίους:

Ως επί το πλείστον, το ZFS προορίζεται να συνεργαστεί με προϊόντα Sun (τώρα Oracle), τα οποία είναι mainframes, περιβάλλοντα διακομιστών σε συμπλέγματα, υπερυπολογιστές κ.λπ. Κατά συνέπεια, ορισμένα από τα οφέλη που προσφέρει η ZFS δεν θα λειτουργήσουν για μικρές επιχειρήσεις και ιδιώτες χρήστες.

ΚΑΛΥΤΕΡΟ ΓΙΑ ΠΡΟΣΩΠΙΚΑ ΕΡΓΑ:

Παρά ορισμένους περιορισμούς χωρητικότητας, το EXT4 το καθιστά ένα πολύ αξιόπιστο και στιβαρό σύστημα για εργασία. Δεδομένου ότι, το EXT4 είναι το καλύτερο για τις ανάγκες του SOHO (Μικρό Γραφείο/Γραφείο στο σπίτι) και τα έργα που απαιτούν σταθερή απόδοση.

ΚΑΛΥΤΕΡΟ ΓΙΑ ΜΕΓΑΛΟ ΟΓΚΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ:

Το XFS μπορεί να είναι εξαιρετικά χρήσιμο όταν εμπλέκονται μεγάλα αρχεία: τεράστιες αποθήκες δεδομένων, μεγάλης κλίμακας επιστημονικά ή αιματηρά επιχειρηματικά έργα κ.λπ.

BTRFS

Το σύστημα αρχείων B-tree, ή BTRFS, είναι ένα σύστημα αρχείων που βασίζεται στον μηχανισμό αντιγραφής σε εγγραφή (COW). Αυτό σημαίνει ότι, καθώς τροποποιείτε ένα αρχείο, το σύστημα αρχείων δεν θα αντικαταστήσει τα υπάρχοντα δεδομένα στη μονάδα δίσκου με νεότερες πληροφορίες. Αντίθετα, τα νεότερα δεδομένα γράφονται αλλού. Μόλις ολοκληρωθεί η λειτουργία εγγραφής, το σύστημα αρχείων απλώς υποδεικνύει τα νεότερα μπλοκ δεδομένων (με τις παλιές πληροφορίες να ανακυκλώνονται με την πάροδο του χρόνου). Το COW αποτρέπει επίσης ζητήματα όπως η μερική εγγραφή, τα οποία μπορεί να προκύψουν λόγω διακοπής ρεύματος ή πανικού του πυρήνα και ενδεχομένως να καταστρέψουν ολόκληρο το σύστημα αρχείων σας. Με το COW στη θέση του, μια εγγραφή είτε συνέβη είτε δεν έγινε, δεν υπάρχει ενδιάμεσο. Το BTRFS σχεδιάστηκε αρχικά για να αντιμετωπίσει την έλλειψη συγκέντρωσης, αθροισμάτων ελέγχου, στιγμιότυπων και ενσωματωμένων πολλαπλών συσκευών που εκτείνονται σε συστήματα αρχείων Linux. Το σύστημα αρχείων BTRFS επικεντρώνεται στην ανοχή σφαλμάτων και στην επιδιόρθωση της εφαρμογής προηγμένων λειτουργιών, όπως:

• υποτόμοι?
• αυτοθεραπεία?
• διαδικτυακή αύξηση και συρρίκνωση του όγκου.
• συμπίεση αρχείων?
• ανασυγκρότηση;
• deduplication (εξασφαλίζει ότι μόνο ένα αντίγραφο διπλών δεδομένων θα εγγραφεί στο δίσκο).

Τέλος, το BTRFS είναι πιο εύκολο στη διαχείριση και διαχείριση σε μικρά συστήματα σε σύγκριση με άλλες επιλογές. Από την άλλη πλευρά, το σύστημα εξακολουθεί να θεωρείται αρκετά ασταθές και είναι γνωστό για ζητήματα που σχετίζονται με την υλοποίηση RAID. Όταν συγκρίνουμε το BTRFS με το ZFS, το πρώτο προσφέρει πολύ μικρότερο πλεονασμό σε σύγκριση με το δεύτερο.

ZFS

Το ZFS (συντομογραφία του Zettabyte File System) είναι θεμελιωδώς διαφορετικό σε αυτόν τον τομέα, καθώς υπερβαίνει τη βασική λειτουργικότητα του συστήματος αρχείων, καθώς μπορεί να χρησιμεύσει ως LVM και ως RAID σε ένα πακέτο. Συνδυάζοντας τους ρόλους του συστήματος αρχείων και του διαχειριστή τόμου, το ZFS σάς επιτρέπει να προσθέσετε πρόσθετες συσκευές αποθήκευσης στο τρέχον σύστημα και να αποκτήσετε αμέσως νέο χώρο σε όλα τα υπάρχοντα συστήματα αρχείων σε αυτό το pool.

Ακολουθεί μια λίστα με τα κορυφαία πλεονεκτήματα του ZFS:

• Μεγάλη επεκτασιμότητα και υποστήριξη για σχεδόν απεριόριστη (έως 1 δισεκατομμύριο terabyte) χωρητικότητα αποθήκευσης δεδομένων και μεταδεδομένων.
• Εκτεταμένη προστασία από καταστροφή δεδομένων σε σύγκριση με άλλα συστήματα αρχείων — η οποία, ωστόσο, είναι λιγότερο σημαντική για τους περισσότερους οικιακούς αποθηκευτικούς χώρους NAS για τους κινδύνους έναντι των διασφαλίσεων ZFS που είναι πολύ μικροί.
• Αποτελεσματική συμπίεση δεδομένων, στιγμιότυπα και κλώνοι αντιγραφής σε εγγραφή.
• Συνεχής έλεγχος ακεραιότητας και αυτόματη επισκευή, σημαντικά μεγαλύτερος πλεονασμός όταν συγκρίνετε το ZFS με το BTRFS.

Μαζί με αυτό, το ZFS έχει τα μειονεκτήματά του:

• Πολλές από τις διαδικασίες της βασίζονται στη μνήμη RAM, γι' αυτό και η ZFS καταλαμβάνει πολύ από αυτήν.
• Το ZFS απαιτεί ένα πραγματικά ισχυρό περιβάλλον (πόρων υπολογιστή ή διακομιστή, δηλαδή) για να λειτουργεί με επαρκή ταχύτητα.
• Το ZFS δεν είναι η καλύτερη επιλογή για εργασία με αρχιτεκτονικές μικροϋπηρεσιών και αδύναμο υλικό.

XFS

Το Extents File System, ή XFS, είναι ένα σύστημα αρχείων ημερολογίου 64-bit, υψηλής απόδοσης που είναι προεπιλεγμένο για την οικογένεια RHEL. Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα για την επιλογή του XFS ως συστήματος αρχείων:

• Το XFS λειτουργεί εξαιρετικά καλά με μεγάλα αρχεία.
• Το XFS είναι γνωστό για τη στιβαρότητα και την ταχύτητά του.
• Το XFS είναι ιδιαίτερα ικανό σε λειτουργίες παράλληλης εισόδου/εξόδου (I/O) λόγω του σχεδιασμού του, ο οποίος βασίζεται σε ομάδες κατανομής.
• Το XFS παρέχει εξαιρετική επεκτασιμότητα των νημάτων I/O, του εύρους ζώνης του συστήματος αρχείων και του μεγέθους των αρχείων και του ίδιου του συστήματος αρχείων όταν εκτείνεται σε πολλαπλές φυσικές συσκευές αποθήκευσης.
• Το XFS παρέχει συνέπεια δεδομένων χρησιμοποιώντας καταγραφή μεταδεδομένων και διατηρώντας φραγμούς εγγραφής.
• Το XFS επιτρέπει την κατανομή χώρου σε εκτάσεις με δομές δεδομένων που είναι αποθηκευμένες σε δέντρα Β βελτιώνει επίσης τη συνολική απόδοση του συστήματος αρχείων, ειδικά όταν πρόκειται για μεγάλα αρχεία.
• Η καθυστερημένη κατανομή με το XFS βοηθά στην αποφυγή κατακερματισμού του συστήματος αρχείων, ενώ υποστηρίζεται επίσης η ηλεκτρονική ανασυγκρότηση.
• Ένα μοναδικό χαρακτηριστικό του XFS είναι ότι το εύρος ζώνης I/O εκ των προτέρων κατανέμεται με προκαθορισμένο ρυθμό, ο οποίος είναι κατάλληλος για πολλές εφαρμογές σε πραγματικό χρόνο.
• Κατά τη σύγκριση XFS έναντι EXT4, το XFS προσφέρει επίσης απεριόριστη κατανομή inode, προηγμένες υποδείξεις κατανομής (σε περίπτωση που το χρειάζεστε) και, σε πρόσφατες εκδόσεις, υποστήριξη επανασύνδεσης.

Μεταξύ των μειονεκτημάτων του συστήματος αρχείων XFS είναι η σοβαρή έλλειψη ασφάλειας έναντι αστοχιών αθόρυβου δίσκου. Το XFS είναι επίσης ανεπαρκές έναντι της «σήψης bit», το οποίο προκαλεί σχεδόν πλήρη αδυναμία ανάκτησης αρχείων σε περίπτωση απώλειας δεδομένων. Ένα άλλο μειονέκτημα είναι η υψηλή ευαισθησία σε μεγάλο αριθμό μικρών αρχείων.

EXT4

Το ακρωνύμιο "EXT" αναφέρεται στο αρχικό εκτεταμένο σύστημα αρχείων του Linux που δημιουργήθηκε ήδη από το 1992. Όντας ο πρώτος που χρησιμοποίησε έναν διακόπτη εικονικού συστήματος αρχείων (VFS), επέτρεψε στο Linux να υποστηρίζει πολλαπλά συστήματα αρχείων ταυτόχρονα στο ίδιο σύστημα. Έκτοτε, το Linux έχει κυκλοφορήσει τρεις ενημερώσεις: ext2, ext3 και EXT4, οι οποίες έρχονται από προεπιλογή στο σύστημα Linux σήμερα. Τα κύρια πλεονεκτήματα του EXT4 είναι:

• Ικανός να χειρίζεται μεγαλύτερα αρχεία και όγκους από τους προκατόχους του.
• Το EXT4 επεκτείνει επίσης τη διάρκεια ζωής της μνήμης flash μέσω καθυστερημένης κατανομής, η οποία, με τη σειρά της, βελτιώνει την απόδοση και μειώνει τον κατακερματισμό με την αποτελεσματική κατανομή μεγαλύτερων ποσοτήτων δεδομένων κάθε φορά.
• Χρήσιμες λειτουργίες που αυξάνουν σημαντικά την αξιοπιστία και την ανοχή σε σφάλματα του συστήματος, όπως το journaling (ένα σύστημα καταγραφής αλλαγών για τη μείωση της καταστροφής αρχείων).
• Επίμονη άθροιση ελέγχου προκατανομής, περιοδικών και μεταδεδομένων.
• Ταχύτερος έλεγχος συστήματος αρχείων.
• Απεριόριστος αριθμός υποκαταλόγων.

Ωστόσο, όταν εξετάζουμε το EXT4 έναντι του BTRFS, εδώ είναι το μειονέκτημα: Το BTRFS έχει ενσωματωμένη διαχείριση δίσκου και όγκου, ενώ το EXT4 είναι ένα "καθαρό σύστημα αρχείων". Εάν έχετε πολλούς δίσκους — και επομένως ισοτιμία ή πλεονασμό από τους οποίους μπορούν θεωρητικά να ανακτηθούν κατεστραμμένα δεδομένα — το EXT4 δεν έχει κανέναν τρόπο να το γνωρίζει αυτό, ακόμη περισσότερο να το χρησιμοποιεί προς όφελός σας. Επιπλέον, το EXT4 παρέχει περιορισμένη χωρητικότητα για τη λειτουργία σύγχρονων φορτίων δεδομένων, γι' αυτό και θεωρείται κάπως ξεπερασμένο αυτές τις μέρες.

Ανάκτηση συστήματος αρχείων

Είναι αλήθεια ότι ορισμένες εφαρμογές ανάκτησης συστήματος αρχείων μπορεί να είναι καλές στο να διορθώνουν μικρά λογικά σφάλματα ή ζητήματα καταστροφής όγκου. Ωστόσο, η διάγνωση του ίδιου του προβλήματος μπορεί να είναι πολύ δύσκολη. Για να μην αναφέρουμε την ακόλουθη διαδικασία ανάκτησης, η οποία απαιτεί πολλή τεχνογνωσία και τεχνική γνώση. Για να αποτρέψετε την επιδείνωση της κατάστασης (σκεφτείτε να χάσετε οριστικά τα κρίσιμα αρχεία σας), σας συνιστούμε να επικοινωνήσετε με μια αξιόπιστη ομάδα ανάκτησης δεδομένων. Είτε πρόκειται για φυσικό πρόβλημα που αντιμετωπίσατε — όπως ζημιά στη συσκευή αποθήκευσης σας — είτε για λογικό πρόβλημα που προκαλείται από αποτυχίες του συστήματος αρχείων σας, στη SalvageData διαθέτουμε όλο τον απαραίτητο εξοπλισμό και πιστοποιημένη εμπειρία για να το εξαλείψουμε με τον ταχύτερο και ασφαλέστερο δυνατό τρόπο. Επικοινωνήστε μαζί μας 24/7 για μια δωρεάν εξέταση της περίπτωσής σας και αφήστε τους επαγγελματίες να κάνουν τα υπόλοιπα.