Btrfs

Btrfs (B-Tree File System) – это современная файловая система для операционных систем Linux. Она предоставляет множество продвинутых функций, таких как копирование в реальном времени, снимки, компрессия данных, разделение данных и метаданных на разные устройства и т. д.
Btrfs нужна для обеспечения надежного и эффективного хранения данных на жестких дисках или других устройствах хранения. Она обладает улучшенной защитой от повреждения данных, обеспечивает быстрое и удобное создание снимков файловой системы, что делает ее идеальным инструментом для резервного копирования данных. Она также поддерживает управление пространством с помощью функций, таких как резервирование пространства и управление отдельными поддеревьями данных.Опубликована корпорацией Oracle в 2007 году под лицензией GNU General Public License. Среди первоначальных целей разработки было обеспечение конкуренции файловой системе ZFS (использование которой в Linux было затруднено лицензионными ограничениями) и избавление от недостатков, присущих ранним файловым системам для Linux. Основной автор — Крис Мэйсон — отмечал также наличие простого интерфейса управления файловой системой в качестве одной из целей создания.

Считается, что Btrfs имеет ряд решений, впервые появившихся в ReiserFS, при этом не поддерживает некоторые базовые функции. Список возможностей системы по состоянию на 2011 год:

  • Проверка целостности без размонтирования;
  • Доступные для записи снимки (writeable snapshots);
  • Динамическое выделение индексных дескрипторов inode (нет ограничения на максимальное количество файлов в файловой системе);
  • Добавление и удаление устройств хранения при смонтированной файловой системе (накопители и разделы легко подключаются в Btrfs и заменяются или удаляются при необходимости);
  • Поддержка сложных многодисковых конфигураций — уровней 0, 1, 5, 6 и 10 (реализовано, но 5 и 6 пока не считаются стабильными), а также реализация различных политик избыточности на уровне объектов файловой системы — то есть возможно назначить, к примеру, зеркалирование для какого-либо каталога или файла (в планах).
  • Сжатие (LZO, zlib, zstd — реализовано, предлагались патчи для LZ4 и Snappy);
  • Подтома (subvolumes);
  • Эффективное клонирование файловой системы и создание инкрементальных архивов;
  • Дефрагментация смонтированной файловой системы.
  • Журналирование с копированием при записи.
  • Лимиты (отдельно для каждого подтома или группы подтомов, по фактически занимаемому месту или по «официальному»)
  • Контроль целостности блоков данных и метаданных с помощью контрольных сумм.
  • Зеркалирование метаданных даже в конфигурации с одним накопителем (отключается на SSD).
  • Полностью распределённое блокирование.
  • Поддержка ACL.
  • Защита от потери данных.
  • Выбор хеш-алгоритма для контроля целостности данных и метаданных (CRC-32). Начиная с версии 5.5 реализованы: xxHash, SHA256, BLAKE2B.
  • Поддержка NFS (пока неполная).
  • Флаги совместимости, необходимые для изменения дискового формата в новых версиях Btrfs с сохранением совместимости со старыми.
  • Резервные копии суперблока, по крайней мере по одной на устройство.
  • Гибридные пулы (в планах) — btrfs старается перемещать наиболее используемые данные на самое быстрое устройство, вытесняя с него «залежавшиеся» блоки, эта политика хорошо согласуется с моделью использования SSD-накопителей совместно с дисковыми.
  • Балансировка данных между устройствами в Btrfs возможна сразу после добавления диска к пулу, отдельной командой, а не только постепенно, в процессе использования (как это реализовано в ZFS).
  • Диски для горячей замены, поддержка которых появилась и в ZFS (в планах).
  • Офлайн-дедупликация (в примонтированном виде, но после окончания записи — ядро 3.12 и новее), в перспективе — дедупликация будет осуществляться во время записи файла.

Несмотря на то, что Btrfs изначально не способна вести себя как распределённая (сетевая) файловая система, компания Oracle принялась за реализацию сетевого протокола файловой системы Срыв, который спроектирован и оптимизирован как раз под Btrfs.

В ранних версиях поддерживалась миграция с файловых систем ext3 и ext4 и обратно (до момента обновления), но начиная с версии ядра 4.0 использование функции не рекомендовано в связи с потенциальной опасностью.

Преимущества файловой системы Btrfs:

1. Контроль целостности данных: Btrfs использует механизмы проверки целостности данных, что позволяет обнаружить ошибки в данных и восстановить их.

2. Снимки файловой системы: Btrfs позволяет делать снимки файловой системы, что обеспечивает возможность быстрого возврата к предыдущему состоянию системы.

3. Кэширование данных: Btrfs эффективно кэширует данные, что улучшает производительность при доступе к файлам.

4. Поддержка сжатия данных: Btrfs поддерживает сжатие данных, что позволяет уменьшить объем занимаемого дискового пространства.

5. Доступ к данным через псевдо-файловую систему: Btrfs предоставляет доступ к данным через псевдо-файловую систему, что облегчает выполнение административных задач.

Недостатки файловой системы Btrfs:

1. Ограниченная поддержка: Btrfs поддерживается в ограниченном количестве операционных систем и может вызвать проблемы совместимости.

2. Нестабильность: Некоторые пользователи отмечают нестабильную работу Btrfs, включая потерю данных и сбои файловой системы.

3. Высокий уровень сложности: Btrfs имеет высокий уровень сложности в настройке и управлении, что требует дополнительных знаний и навыков.

4. Низкая производительность: Некоторые исследования показывают, что Btrfs может иметь низкую производительность при интенсивных операциях с файлами.

5. Ограниченная поддержка функций: Некоторые функции, такие как криптографическое шифрование данных, могут быть ограничены или отсутствовать в Btrfs.

Обсуждение закрыто.