Srovnání mezi souborovými systémy Btrfs a XFS

V systému Linux je k dispozici mnoho souborových systémů. Mezi nejběžnější linuxové souborové systémy patří Ext4, Btrfs, XFS a ZFS. Každý souborový systém má své jedinečné případy použití, výhody a nevýhody. Vzhledem k různým dostupným možnostem může být těžké se rozhodnout, který souborový systém použít.Abychom vám s výběrem pomohli, tento článek porovnává souborové systémy XFS a Btrfs. Pokud se těžko rozhodujete, zda použít souborový systém XFS nebo souborový systém Btrfs, měl by vám tento článek pomoci. Nech nás začít!

Úvod do souborových systémů XFS a Btrfs

Souborový systém XFS: XFS je vysoce výkonný 64bitový žurnálovací souborový systém. Původně byl vyvinut společností Silicon Graphics, Inc. v roce 1993 pro operační systém IRIX a později byl přenesen do linuxového jádra v roce 2001.

Souborový systém Btrfs: Btrfs nebo souborový systém B-Tree je moderní souborový systém Copy-on-Write (CoW). Je to nový souborový systém Ext. Btrfs byl původně navržen pro operační systémy Linux společností Oracle Corporation v roce 2007. V listopadu 2013 byl souborový systém Btrfs pro jádro Linuxu prohlášen za stabilní.

Porovnání funkcí

Souborové systémy XFS a Btrfs byly navrženy tak, aby řešily různé typy problémů. Ačkoli designový cíl souborového systému XFS byl jiný než u souborového systému Btrfs, protože jsou oba souborové systémy, můžeme je do hloubky porovnat.

• Maximální velikost oddílu: Souborový systém XFS podporuje velikosti oddílů až o 1 bajt menší než 8 EiB (8 EiB - 1 bajt).
• Souborový systém Btrfs podporuje velikosti oddílů až 16 EiB.
• Maximální velikost souboru: Souborový systém XFS podporuje velikost souborů až 1 bajt a méně než 8 EiB (8 EiB - 1 bajt).
• Souborový systém Btrfs podporuje velikost souborů až 16 EiB.
• Maximální délka názvu souboru: Souborový systém XFS podporuje názvy souborů až do délky 255 znaků (255 bajtů).
• Souborový systém Btrfs podporuje také názvy souborů o délce až 255 znaků (255 bajtů).
• Povolené znaky v adresáři a názvy souborů: Souborový systém XFS umožňuje jakékoli znaky kromě / a NULA (\ 0) znaky v názvech adresářů a souborů.
• Souborový systém Btrfs také umožňuje jakékoli znaky kromě / a NULA (\ 0) znaky v názvech adresářů a souborů.

POZNÁMKA: Nelze vytvořit soubor nebo adresář s názvem . a … v souborovém systému XFS nebo Btrfs.

• Maximální délka cesty: Souborový systém XFS nemá žádná omezení délky cesty k souboru nebo adresáři. Můžete tedy vytvářet hluboké adresářové struktury a udržovat soubory v těchto strukturách.
• Totéž platí pro souborový systém Btrfs.
• Max. Počet souborů: Můžete vytvořit maximálně 2⁶⁴ (= 18 446 744 073 709 551 616 ~ = 18 kvintilionů) souborů v souborovém systému XFS.
• Totéž platí pro souborový systém Btrfs.
• Metoda přidělení inody: Inode je datová struktura souborového systému používaná k popisu souboru nebo adresáře. Jeden adresář nebo soubor tedy vyžaduje jeden inode, dva adresáře nebo soubory budou vyžadovat dva inody atd.
• V souborovém systému Ext4 definujete počet inodů, které může souborový systém podporovat při vytváření souborového systému. Po vytvoření souborového systému to nemůžete změnit. Pokud vytvoříte příliš mnoho malých souborů, může vám ve vašem souborovém systému zůstat volné místo na disku, ale nebudete moci vytvářet nové soubory / adresáře, pokud nemáte volné inody. Toto je hlavní omezení souborového systému Ext4.
• Na rozdíl od souborového systému Ext4 je alokace inode v souborovém systému XFS flexibilní. Souborový systém tedy může přidat tolik inodů, kolik potřebujete, a inodů vám nikdy nedojde.
• Výše uvedené platí také pro souborový systém Btrfs.
• Podpora kontrolního součtu / ECC: Souborový systém Btrfs udržuje kontrolní součet dat a metadat crc32c uložených v souborovém systému. V případě poškození dat může souborový systém Btrfs detekovat poškození a obnovit poškozené soubory nebo metadata.
• Souborový systém XFS uchovává pouze kontrolní součet metadat CRC32. Nezachovává kontrolní součet dat uložených v souborovém systému, na rozdíl od souborového systému Btrfs.
• Podpora deníku a kopírování při zápisu: Souborový systém XFS je žurnálový souborový systém. Nemá podporu kopírování na zápis (CoW).
• Souborový systém Btrfs je souborový systém Copy-on-Write (CoW) a nemá podporu žurnálu.
• Snapshot souborového systému: Souborový systém XFS nemůže pořizovat snímky souborového systému.
• Souborový systém Btrfs může pořizovat snímky souborového systému. S Btrfs můžete pořizovat snímky jen pro čtení a zapisovatelné snímky souborového systému.

POZNÁMKA: Snímek souborového systému je důležitá funkce. Před provedením jakékoli riskantní akce můžete pomocí této funkce pořídit snímek svého souborového systému. Pokud to nejde podle plánu, snímek vám umožní vrátit se do dřívějšího stavu, ve kterém vše v systému fungovalo. Toto je integrovaná funkce souborového systému Btrfs. Ke generování snímku souborového systému Btrfs nepotřebujete žádné nástroje ani software třetích stran.

• Šifrování na úrovni souborového systému: Souborový systém Btrfs nepodporuje šifrování na úrovni souborového systému.
• Totéž platí pro souborový systém XFS.
• Deduplikace na úrovni souborového systému: Souborový systém Btrfs podporuje deduplikaci na úrovni souborového systému. K používání této funkce nepotřebujete žádné nástroje ani software třetích stran.
• Souborový systém XFS má také podporu deduplikace, ale deduplikační funkce souborového systému XFS je stále experimentální.

POZNÁMKA: Depulication je technika pro eliminaci duplicitních kopií dat ze souborového systému a uchovávání pouze jedné kopie dat (jedinečná data) v souborovém systému. Tato technika se používá k úspoře místa na disku.

• Podpora více zařízení: Souborový systém Btrfs podporuje více zařízení a zahrnuje integrovanou podporu RAID. Souborový systém Btrfs má integrovaný správce logických svazků (LVM) pro přidávání více úložných zařízení nebo oddílů do jednoho souborového systému Btrfs. Jeden souborový systém Btrfs může zahrnovat více disků a diskových oddílů.
• Souborový systém XFS nepodporuje více zařízení, což znamená, že nemůžete překlenout jeden souborový systém XFS na více disků nebo diskových oddílů. Chcete-li kombinovat více úložných zařízení a diskových oddílů v souborovém systému XFS, musíte použít správce logických svazků třetích stran, například LVM 2. Chcete-li nastavit pole RAID, musíte použít nástroje třetích stran, například dm-raid nebo mdadm.
• Souborový systém XFS byl navržen k paralelnímu provádění I / O (vstup / výstup) operací. Pokud rozšíříte souborový systém XFS na více zařízení pomocí LVM 2 nebo jiného správce logických svazků, zvýší se výkon souborového systému.
• Komprese na úrovni souborového systému: Souborový systém XFS neobsahuje integrovanou podporu komprese na úrovni souborového systému.
• Souborový systém Btrfs zahrnuje integrovanou podporu komprese na úrovni souborového systému. Tato funkce umožňuje komprimovat jeden adresář, jeden soubor nebo celý souborový systém a ušetřit tak místo na disku.
• Možnosti změny velikosti offline souborového systému: Nelze zvětšit (zvětšit velikost souborového systému) nebo zmenšit (zmenšit velikost souborového systému) souborový systém XFS, pokud není připojený.
• Pokud není souborový systém připojen, můžete jej zvětšit (zvětšit velikost souborového systému) nebo zmenšit (zmenšit velikost souborového systému) souborový systém Btrfs.
• Možnosti změny velikosti online souborového systému: Když je souborový systém připojen, můžete jej zvětšit (zvětšit velikost souborového systému), ale nemůžete zmenšit (zmenšit velikost souborového systému) souborový systém XFS, když je připojený.
• Když je souborový systém připojen, můžete jej zvětšit (zvětšit velikost souborového systému) nebo zmenšit (zmenšit velikost souborového systému) souborový systém Btrfs.
• Řídké soubory: Funkce řídkých souborů šetří místo na disku, pokud jsou v souborovém systému uloženy malé soubory (menší než velikost bloku). Systémy souborů XFS i Btrfs podporují řídké soubory.
• Bloková dílčí alokace: Souborový systém Btrfs podporuje blokovou sub-alokaci.
• Souborový systém XFS nepodporuje dílčí alokaci bloku.

POZNÁMKA: Když souborový systém ukládá velké soubory do souborového systému, rozdělí se velký soubor na bloky a bloky se uloží do souborového systému. Poslední blok souboru, nazývaný ocasní blok, nezabírá celý blok. Když je uloženo mnoho malých souborů, nezabírají celý blok a hodně místa na disku je zbytečné. Sub-alokace bloku vám umožňuje uložit části jiného bloku souborů do koncového bloku (poslední blok jiného souboru, který nezabral celý blok), abyste ušetřili místo na disku.

• Balení ocasu: Souborový systém Btrfs podporuje balení ocasu.
• Souborový systém XFS nepodporuje ocasní balení.

POZNÁMKA: Balení ocasu je součástí dílčí alokace bloku. Jak již bylo řečeno, malé soubory nezabírají celý blok souborů. Efektivní ukládání malých souborů (např.G., zdrojové kódy programu) v souborovém systému se ocasní blok malého souboru používá k ukládání dalších malých souborů. Ocasní balení zvyšuje výkon souborového systému a šetří místo na disku v souborových systémech, ve kterých je mnoho malých souborů (např.G., zdrojové kódy programu).

• Souborový systém založený na rozsahu: Souborové systémy XFS i Btrfs jsou souborové systémy založené na rozsahu.

POZNÁMKA: Rozsah je souvislá oblast úložného zařízení vyhrazená pro soubor v souborovém systému. Souborové systémy založené na rozsahu ukládají velké soubory do souvislé úložné oblasti. To zlepšuje výkon souborového systému a zvyšuje efektivitu úložiště.

• Variabilní velikost bloku souboru: Velikost bloku je nastavena před vytvořením souborového systému. Jakmile je souborový systém vytvořen, nemůžete změnit velikost bloku.
• Souborový systém XFS podporuje pevnou velikost bloku.
• Souborový systém Btrfs podporuje proměnnou velikost bloku. Souborový systém může určit nejlepší možnou velikost bloku pro uložení souboru do souborového systému na základě velikosti souboru. Tato funkce může ušetřit spoustu místa na disku.
• Přidělit na flush: Systémy souborů XFS i Btrfs podporují přidělení na flush.

POZNÁMKA: Souborový systém přiděluje v systémové paměti určitý vyrovnávací prostor. Pokud existují požadavky na zápis na disk, souborový systém nezapisuje datové bloky přímo na úložné zařízení. Místo toho souborový systém ukládá datové bloky do vyrovnávací paměti. Když je vyrovnávací paměť plná, souborový systém zapíše všechny nevyřízené datové bloky na úložné zařízení najednou. To snižuje využití procesoru, zrychluje zápis na disk a snižuje fragmentaci disku.

• Podpora TRIM: Souborové systémy XFS i Btrfs podporují TRIM, což je velmi důležitá funkce pro úložná zařízení SSD.

POZNÁMKA: Když odeberete soubor z SSD, příkaz TRIM upozorní úložné zařízení SSD na stránky (bloky souborů), které již nejsou potřeba. Jednotka SSD vymaže nepotřebné stránky (bloky souborů) z úložiště flash a připraví stránky (bloky souborů) pro ukládání nových dat. Bez podpory TRIM by se rychlost zápisu na SSD postupně snižovala, protože by se SSD plnila novými daty.

Výhody XFS oproti Btrfs

XFS je stabilní 64bitový žurnálovací souborový systém pro velkokapacitní úložná zařízení.

Souborový systém XFS můžete použít z následujících důvodů:

• Podpora paralelního I / O (vstupu / výstupu)

Souborový systém XFS podporuje paralelní I / O a díky svému designu může poskytovat více datových toků pro soubory.

• Podpora velkých oddílů

Souborový systém XFS podporuje velikosti oddílů až 8 EiB (až 8 EiB - 1 bajt).

• Podpora velkých souborů

Souborový systém XFS podporuje velikosti souborů až 8 EiB (až 8 EiB - 1 bajt).

• Podpora deníku

Žurnálování zajišťuje konzistenci dat v souborovém systému v případě výpadku napájení nebo selhání systému. V případě výpadku napájení nebo havárie systému budou data uložená v deníku obnovena a použita do souborového systému.

• Přímé I / O

Toto je důležitá vlastnost souborového systému XFS. Je to nezbytné pro aplikace, které vyžadují vysokou rychlost čtení / zápisu na úložná zařízení. Direct I / O umožňuje úložným zařízením přímý přístup k datové vyrovnávací paměti pomocí DMA (Direct Memory Access), takže lze využít celou šířku pásma I / O úložného zařízení.

• Garantovaná rychlost I / O

Souborový systém XFS může pro určité aplikace vyhradit šířku pásma úložného zařízení. Tato funkce je ideální pro aplikace v reálném čase (např.G., živé vysílání videa).

Nevýhody souborového systému XFS

Souborový systém XFS má určité nevýhody.

Nevýhody souborového systému XFS zahrnují následující:

• Žádná integrovaná podpora LVM

Ve srovnání se souborovým systémem Btrfs nemá souborový systém XFS integrovaného správce logických svazků. Takže budete muset použít LVM 2 pro správu logického svazku.

• Žádná integrovaná podpora RAID

Ve srovnání se souborovým systémem Btrfs nemá souborový systém XFS integrovanou podporu RAID. Takže budete muset použít dm-raid nebo mdadm konfigurovat RAID.

• Žádná podpora snímků

Souborový systém XFS na rozdíl od souborového systému Btrfs nemá funkci snapshotu souborového systému.

• Deníky nelze deaktivovat

Stejně jako u jiných žurnálových souborových systémů nemůžete zakázat žurnálovací funkci souborového systému XFS. Deníky nejsou pro USB flash disky dobré. Pokud používáte souborový systém XFS na jednotce USB flash, životnost USB flash disku se sníží kvůli přetížení žurnálování.

Výhody Btrfs oproti XFS

Souborový systém Btrfs je moderní souborový systém Copy-on-Write (CoW) určený pro vysokokapacitní a vysoce výkonné úložné servery. XFS je také vysoce výkonný 64bitový žurnálový souborový systém, který je také schopen paralelních I / O operací. Souborový systém XFS obsahuje mnoho důležitých funkcí, včetně přímých I / O, I / O se zaručenou rychlostí a dalších. Ve srovnání se souborovým systémem XFS má však souborový systém Btrfs mnoho výhod.

Mezi výhody souborového systému Btrfs oproti souborovému systému XFS patří následující:

i) Integrované snímky na úrovni souborového systému.

ii) Podpora více zařízení.

iii) Integrovaná podpora RAID.

iv) Flexibilní alokace inodů.

v) Optimalizace pro ukládání menších souborů (řídké soubory, dílčí alokace bloku, balení ocasu, variabilní velikost bloku).

vi) Integrovaná podpora komprese na úrovni souborového systému.

Jedná se o funkce souborového systému, které mohou způsobit, že si vyberete souborový systém Btrfs nad souborovým systémem XFS.

Závěr

Tento článek porovnával souborové systémy Btrfs a XFS, včetně srovnání nejdůležitějších funkcí každého souborového systému. Tento článek by vám měl pomoci při rozhodování mezi souborovými systémy Btrfs a XFS. Vyberte si libovolný systém, který vám nejlépe vyhovuje, podle vašich jedinečných potřeb a preferencí.

Reference:

1. XFS - Wikipedia - https: // en.wikipedia.org / wiki / XFS
2. Porovnání souborových systémů - Wikipedia - https: // en.wikipedia.org / wiki / Comparison_of_file_systems
3. XFS - ArchWiki - https: // wiki.archlinux.org / index.php / XFS