XFS (Extended File System) – это мощная и эффективная файловая система, разработанная для обеспечения высокой производительности и надежности. XFS поддерживает большие файлы и тома, а также устойчивость к повреждениям данных.
XFS была создана компанией Silicon Graphics для использования в их операционной системе IRIX. С тех пор XFS была портирована на Linux и стала одной из наиболее популярных файловых систем на этой платформе.
Основные преимущества файловой системы XFS включают высокую производительность при работе с большими файлами и томами, отличную устойчивость к повреждениям данных, эффективное управление метаданными и поддержку различных функций, таких как журналирование и кэширование данных.
Хотя XFS является отличным выбором для хранения и управления данными, ее использование требует определенных знаний и навыков в области администрирования файловых систем. XFS отличается от других файловых систем тем, что она изначально была рассчитана для использования на дисках большого объёма (более 2 терабайт, см. например, RAID-массивы).
Поддержка XFS была включена в основное ядро Linux версии 2.4 (начиная с 2.4.25, когда Марчело Тозатти (Marcelo Tosatti) посчитал её достаточно стабильной) и 2.6, и, таким образом, она стала довольно универсальной для Linux-систем. Инсталляторы дистрибутивов openSUSE, Gentoo, Mandriva, Slackware, Ubuntu, Fedora/RHEL и Debian предлагают XFS как вариант файловой системы для установки.
FreeBSD стала поддерживать XFS в режиме чтения в декабре 2005 года, с июня 2006 была представлена экспериментальная поддержка записи. Несмотря на это, её предполагалось использовать только для облегчения миграции с Linux, но не основной файловой системы. Поддержка XFS была удалена в FreeBSD начиная с версии 10.
Особенности
- 64-битная файловая система.
- Расширенная поддержка ACL.
- Журналирование только метаданных (если не задать иное параметрами).
- Выделение места экстентами (Extent — указатель на начало и число последовательных блоков). В экстентах выделяется место для хранения файлов, а также экстентами хранятся свободные блоки.
- B-tree индексы активно используются для хранения различных данных файловой системы: для списка блоков с inode’ами, списка экстентов с содержимым файла, каталогов файлов, списков экстентов свободных блоков (свободные блоки проиндексированы и по размеру блока, и по расположению). Однако использование b-tree индексов не догма — небольшой файл или каталог может быть размещен прямо внутри inode.
- Отложенное выделение места (Delayed allocation). При записи файла для него выделяется место в памяти, а на диске выделяется место только при записи файла на диск. Таким образом под файл оптимально выделяется место на диске, что уменьшает фрагментацию.
- Изменение размера «на лету» (только увеличение).
- Размещение в нескольких линейных областях (по умолчанию — 4 шт.) т. н. «allocation groups» (увеличивает производительность путём выравнивания активности запросов как к разным дискам на RAID массивах типа «stripe», так и при асинхронном обращении к файловой системе на обычном диске.)
- Дефрагментация «на лету».
- API ввода-вывода реального времени (для приложений жёсткого или мягкого реального времени, например, для работы с потоковым видео).
- Интерфейс (DMAPI) для поддержки иерархического управления носителями (HSM).
- Инструменты резервного копирования и восстановления (xfsdump и xfsrestore).
- «Индексные блоки» inode выделяются динамически (по мере надобности) и неиспользуемые inode могут освобождаться (высвобождая место для хранения данных).
- Малые «накладные расходы» — размер служебных структур данных. На вновь созданной файловой системе XFS на служебные нужды тратится порядка 0,54 %. Это достигается малым количеством заголовков для групп (allocation groups), а также за счет динамического выделения inode.
Преимущества XFS:
1. Высокая производительность при работе с большими файловыми системами и большими файлами.
2. Эффективное управление метаданными, что позволяет быстро выполнять операции чтения и записи.
3. Поддержка множества различных архитектур и файловых портов.
4. Поддержка фрагментации файловой системы, что улучшает производительность.
5. Надежность и устойчивость к сбоям и поломкам.
Недостатки XFS:
1. Отсутствие поддержки сжатия данных, что может повлиять на использование дискового пространства.
2. Низкая скорость операций удаления файлов.
3. Ограниченная поддержка инструментов для восстановления данных в случае сбоев или ошибок.
4. Сложность настройки и управления, особенно для новых пользователей.
5. Возможность возникновения проблем совместимости с другими файловыми системами.