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Linux文件系统:Ext、XFS、Btrfs等,选择适合自己的文件系统

时间:2023-03-12 03:49:34 科技观察

Linux文件系统:Ext、XFS、Btrfs等,选择适合自己的文件系统NTFS和APFS是有规定的。对于Linux用户来说,受益于免费和开源软件,有很多文件系统选择,从常见的Ext4文件系统到高级的Btrfs文件系统,以及专为闪存设计的F2FS文件系统。在了解各个文件系统特点的基础上,您可以根据自己的需求和使用场景进行选择。本文描述了常见的Linux文件系统、它们的优缺点以及何时使用它们。ExtExt是最流行的Linux文件系统,最新版本Ext4非常稳定,在过去几年中一直是大多数Linux发行版的默认选择。从Android2.3版本开始,Ext4取代了之前的YAFFS成为默认的文件系统。由于其广泛使用和谷歌等大公司的背书,Ext4被认为是一个成熟稳定的文件系统,适用于大多数用例,包括Linux桌面用户。作为Ext3文件系统的升级版,Ext4的速度和容量都有了很大的提升,fsck所需的时间也大大减少。容量方面,Ext4支持最大分区1EB,最大文件大小16TB,最大文件数40亿。作为日志文件系统,Ext4文件系统记录文件在磁盘上的位置和对磁盘的任何更改,并使用校验和来提高文件系统的可靠性。但是,Ext4不支持透明压缩、透明加密、快照等高级特性。Ext文件系统的核心开发者TheodoreTs'o是中国人,目前就职于谷歌。他也是Linux内核和Debian系统的高级开发人员。XFSXFS是由SGI设计开发的高性能日志文件系统。它是业界最先进和可扩展的文件系统之一,目前是CentOS的默认文件格式。XFS擅长处理大文件,在大文件系统上提供非常高的吞吐量和流畅的数据传输,适合拥有海量数据的用户,广泛应用于企业应用和大数据领域。XFS文件和目录索引采用B+树结构,查询和分配存储空间速度非常快,性能不受目录和文件数量的限制。XFS文件系统可以持续提供快速响应时间并以接近原始设备I/O的性能存储数据。在大多数场景下,整体IOPS性能比Ext4更高更稳定,延迟更小。在高I/O压力下尤其明显。XFS由于其基于分配组的设计,特别擅长并行IO,这使得当文件系统跨越多个存储设备时,IO线程数、文件系统带宽、文件和文件系统大小都变得非常关键。可扩展性。XFS支持最大8EB的单个文件。XFS格式化和挂载速度非常快,并提供在线碎片整理。XFS文件系统也有一些缺点,比如不能直接压缩,不支持透明压缩,缺少校验和保护等。ReiserFSReiserFS文件系统曾经是Linux操作系统上最先进、性能最好的文件系统。ReiserFS作为SuSELinuxEnterprise的默认文件系统,由Novell推出。ReiserFS文件系统使用B*树来存储文件。查找和定位文件非常快。对于处理大量的小文件非常有利。在某些情况下,它比Ext4快数倍。在个人桌面系统中,使用ReiserFS文件系统可以获得更快的启动速度和更快的文件和图片加载速度。ReiserFS的作者HansReiser是一位俄裔美国人,他领导着开发和维护ReiserFS文件系统的Namesys公司。本来,ReiserFS是Linux平台上最有前途的文件系统,但2006年,HansReiser因谋杀妻子入狱,ReiserFS的发展停滞不前,错过了最好的发展机遇。但是,一小部分开发人员仍在开发ReiserFS的后续版本。Reiser4已经完全重新设计并拥有许多领先的文件系统特性,但它还没有进入Linux内核。BtrfsBtrfs是一个支持写时复制(COW)的文件系统。它与ZFS非常相似,被认为是未来Linux最有前途的文件系统。它将取代广泛使用的Ext4文件系统。Btrfs还声称专注于“容错、修复和易于管理”。Oracle在2007年公布了该计划,发布了源代码,并于2014年8月发布了稳定版。目标是取代当时Linux主流的Ext3文件系统,摆脱Ext3的一些限制,特别是单个文件大小,文件系统总大小,文件校验等,增加一些Ext3做的功能不支持,如可写快照(writablesnapshots))、快照快照、内置磁盘阵列(RAID)和子卷。Btrfs是为数不多的专门为SSD优化的文件系统之一。Btrfs用户可以使用mount参数为SSD启用特殊优化。Btrfs的COW技术从根本上避免了对同一物理单元的重复写操作。如果用户开启SSD优化选项,Btrfs会优化底层的块空间分配策略:将多个磁盘空间分配请求聚合成一个大小为2M的连续块。大块连续地址的IO可以让固化在SSD内部的微码更好的进行读写优化,从而提升IO性能。此外,还有专为NAND闪存设计的文件系统,如F2FS、YAFFS等,这些文件系统源自ZFS(ZFSOnLinux),号称Solaris的终极文件系统。