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Btrfs和ZFS区别是什么,使用哪个比较好?

Linux绝对是思考型用户首选的操作系统,其文件系统是使其如此直观和用户友好的一项功能。目前有100多种开源和闭源的Linux兼容文件系统,可以用作其主要数据存储格式,用于结构化和组织数据以满足你的需求。

其中,ZFS和Btrfs是两个著名的文件系统,具有不同的元数据和组织文件的功能。ZFS代表Zettabyte文件系统,Sun Microsystems最初将其创建为Solaris操作系统的一部分;而Btrfs代表B树文件系统,通常发音为“better-FS”或“butter-FS”。

ZFS结合了文件系统和卷管理器,而Btrfs使用写时复制(Copy-on-Write,COW),这是一种资源管理技术,原始数据在源数据被修改或更新时会保留一份副本。在本文中,我们将详细比较Btrfs和ZFS区别,看看它们的功能特性,以便了解哪个文件系统更适合当今的Linux用户。

Btrfs和ZFS区别

Btrfs基本概念

Btrfs是Linux可用的最现代的文件系统之一,并使用写时复制B树系统架构。一些商业合作伙伴有意地开发了它,以提供诸如汇聚、快照和校验和等有价值的功能,这些功能在其他文件系统中可能不存在。它还提供了高水平的数据稳定性和保护,具备清晰、用户友好的界面,使其适用于企业应用。

Btrfs是由Oracle的软件工程师Chris Mason编写的。它解决了ext4文件系统中已被认可的一项弱点,并旨在推动Linux文件系统技术的发展,而不是增强现有的文件系统。

Btrfs的1.0版本于2008年末完成,并于2009年被Linux内核正式接受,成为几个Linux发行版提供的试验性根文件系统。到了2011年,Btrfs的一些特性已经整合到了Linux内核主线中。其他开发人员,如富士通的Miao Xie,也参与并贡献了改进。一年后,Oracle Linux和SUSE Linux Enterprise将Btrfs从试验性文件系统转变为受支持的文件系统,随后其他主要的Linux发行商,如RedHat、Fedora和Synology,也采用了Btrfs。

Btrfs

Btrfs具有多种功能和优点,使其成为当代企业应用程序的理想文件系统。其主要特性表现在以下几个方面,具体如下所述。

元数据镜像

Btrfs镜像其元数据,每个卷存储两个副本。镜像有助于保留文件名、文件夹结构、位置和访问权限等基本元数据的完整性。这意味着如果硬盘损坏或损坏,数据可以恢复。

文件的自我修复

遗留文件系统可能容易受到容错的影响,错误会被忽视,从而导致广泛的数据损坏。Btfs通过对数据和元数据进行校验和并在每个读取过程中验证校验和来防止此类错误。任何不匹配或损坏的数据都可以使用镜像元数据和廉价磁盘冗余阵列(RAID)卷来修复。

快照和频繁备份

Btrfs使用顺序系统快照在单个时间点复制整个文件夹。如果数据丢失或损坏,Btrfs可以使用快照缓存将数据快速恢复到最近的快照点,此外你还可以:

  • 安排系统备份,并每隔五分钟生成一次时间点副本
  • 自定义最多 256 个每小时、每天或每周恢复点
  • 直接查看早期版本的文件并手动恢复
高效的驱动器存储

与Linux文件系统的许多竞争对手不同,Btrfs不需要大量额外的Drive存储空间来存储文件版本控制和历史数据,从而为你的实际数据提供更多存储空间。

其它Linux文件系统的转换实用工具

Btrfs支持将ext2、ext3或ext4文件系统转换为Btrfs。使用Btrfs-convert实用程序将根文件系统或单个文件和文件夹转换为Btrfs。Btrfs通常使用快照保护原始数据,以便在必要时允许回滚转换。

其它Linux文件系统的转换实用工具

ZFS基本概念

ZFS是一种Linux文件系统和卷管理器,有开源版本和商业版本。OpenZFS是开源版本,Oracale, Inc.通过从Sun Microsystems购买Solaris操作系统获得了封闭版本。

ZFS是一个卷管理器和文件系统,可以汇集和管理来自多个物理卷块存储设备(如硬盘驱动器和存储卡)的数据。Zpool功能组织数据,以便操作系统可以有效地使用它以及管理存储的数据和文件。此外,ZFS 还具有最先进的数据保护功能,通过使用快照和RAID来保持数据完整性。

ZFS最初是在2001年作为Sun Microsystems Solaris操作系统的一部分发布的。在Solaris操作系统于2005年采用开源许可证后,ZFS变成了开源项目。

在开源状态下,ZFS被移植到其他操作系统,包括Linux和macOS,这时它被称为OpenZFS。然而,当Oracle公司收购Sun Microsystems后,ZFS变为了闭源。OpenZFS在Linux社区的持续开发和支持下继续发展。

OpenZFS

ZFS还是一个强大的现代文件系统,其特性和功能使其适合企业级应用程序和服务器使用。ZFS的主要特点包括以下几个方面,具体如下所述。

尺寸和容量

ZFS提供16exbibytes(264字节)的文件大小,并且可以容纳其数据存储的几乎无限扩展,而不会丢失完整性。

卷管理

ZFS可以汇集、组织和管理来自各种物理存储类型的数据。它能完成多种与卷相关的任务,包括管理分层存储和缓存。ZFS还提供数据压缩和去重,减轻了系统内存的压力。

高读写效率

ZFS的先进卷管理使其能够写入文件系统(vdevs)中具有最多可用空间的区域。通过在Zpool中跨足所有vdevs进行写入,ZFS能够高效管理整个池,实现最大性能。

数据的完整性

ZFS通过多种方式保护其数据的完整性,它进行例行分层校验和频繁快照,并在系统数据损坏时自动回滚到最近的更改。它还具有一种专有的RAID形式,称为RAID-Z,可以有针对性且高效地剥离系统磁盘。

Btrfs与ZFS完整比较

Btrfs和ZFS都将数据的组织和管理与附加功能结合在一起,以提高数据稳定性并提供直观的用户体验。

领先的Linux内核开发人员,如Theodore Ts’o,已经在这些文件系统上工作,为Linux文件系统中缺失的功能和实用性提供了支持。然而,它们在规格、开发轨迹、商业支持水平以及表现最佳的应用程序方面存在显著差异。

Btrfs ZFS
基本概念 写时复制(COW)文件系统和逻辑卷管理器 日志文件系统和卷管理器
主要用途 Linux文件系统 Linux文件系统
构思 2007年 2001年
结构 B树 汇聚存储
最大卷大小 16 exbibytes(2的64次方字节) 256万亿yobibytes(2的128次方字节)
最大文件大小 16 exbibytes(2的64次方字节) 16 exbibytes(2的64次方字节)
最大文件名大小 255 个 ASCII 字符 255 个 ASCII 字符
最大文件数 264 无限
属性 支持 支持
写时复制 (CoW) 支持 支持
初始发行 2009年 2006年6月
有影响力的开发者 IBM、Chris Mason、Oracle、Miao、Xie、Fujitsu、Red Hat AT&T、SunMicrosystems、Oracle、OpenZFS
开放格式 支持 支持(OpenZFS)
受技术影响的系统 Fedora33、Oracle Linux、SUSE Linux、ReactOS、Fedora Workstation OpenSolaris、illumos发行版、OpenIndiana、FreeBSD、Mac OS X Server、NetBSD、Linux

Btrfs vs ZFS:9个需要了解的事实

  1. ZFS代表Zettabyte文件系统,最初由Sun Microsystems作为其Solaris操作系统的一部分创建。
  2. ZFS结合了文件系统和卷管理器。
  3. Btrfs使用写时复制(Copy-on-Write,COW),这是一种资源管理技术,在修改或更新源数据时会保留原始数据的副本。
  4. ZFS于2005年成为开源,并在Solaris操作系统被Oracle收购后变为闭源。在此期间,一个开源版本(OpenZFS)已经被导入到Linux。
  5. Btrfs最初由Oracle开发,主要作者是Chris Mason。
  6. ZFS通过诸如端到端校验等功能提供强大的数据保护,以防止数据损坏或磁盘故障的影响。
  7. Btrfs使用元数据镜像、自愈和快照来保持高水平的数据完整性。
  8. ZFS将来自多个物理磁盘的数据汇集和管理为一个统一的存储池,然后它将存储池组织并呈现为虚拟设备(vdev)。
  9. Btrfs和ZFS都支持最多255个字符的字符文件名。

使用Linux文件系统的设备

Btrfs和ZFS是先进的Linux文件系统,提供数据完整性、去重、保护、压缩、加密等多种功能。以下是使用Linux的设备,主要包括:

  • 服务器:Btrfs和ZFS适用于需要存储大量数据的服务器。
  • 台式机:这些文件系统也可用于台式机以存储信息。
  • NAS设备:Linux文件系统在NAS设备上很常见,例如由Synology和QNAP等公司制造的设备。

Btrfs与ZFS哪一个好?

Btrfs和ZFS是可比较的写时复制(COW)文件系统,为个人计算和企业应用提供高效的数据管理。它们是Linux文件系统的首选,提供系统快照和其他强大的数据保护形式。

Btrfs具有轻微优势,因为它已经直接集成到内核中。然而,ZFS的可扩展性和灵活性,以及其近乎顽强的数据保护,使其在竞争中占据了优势。

Btrfs与ZFS哪个好

常见问题整理

什么是RAID?

答:RAID代表廉价磁盘冗余阵列。RAID是一种数据存储虚拟化技术,将多个磁盘驱动器组合成可用的组织单位,以提高效率和性能。有几个编号的RAID级别,它们指的是数据在参与的驱动器之间如何分布以及提供的冗余或性能水平。RAID级别越高,数据安全性和性能增强就越大。

文件系统的基本功能是什么?

答:以下是文件系统基本功能的简单摘要叙述:

  1. 非易失性数据存储和组织;
  2. 提供命名空间:命名和组织组成文件和数据的系统;
  3. 提供元数据结构以支持具有层次结构和目录结构的命名空间,携带补充信息,例如文件日期、大小或位置;
  4. 使用应用程序编程接口(API),以便用户可以创建、访问、移动或删除文件和目录;
  5. 数据安全、防止无声损坏和恶意攻击以及访问控制。

Linux系统主要目录有哪些?

Linux操作系统的目录具有由Linux文件系统层次结构标准(FHS)标准化的树形体系结构。Linux使用的主要目录包括以下几方面:

  • /(root文件系统)——这是顶级目录,包含用于启动Linux的所有文件
  • /bin——该目录包含用户可执行文件
  • /dev——用于任何连接的硬件设备的设备文件(不包括驱动程序)
  • /home——用户文件的位置,每个用户都有一个子目录
  • /lib——用于系统引导的必要的共享库文件
  • /media——外部可移动存储和驱动器的目录,如USB闪存驱动器

还有哪些其它Linux文件系统?

答:Linux文件系统的其它典型示例包括:

  • ext3
  • ext4
  • xfs
  • msdos
  • ntfs
  • Fat
  • vfat

什么是重复数据删除?

答:文件系统使用数据去重技术来减少占用存储空间的重复数据副本。消除这些不必要的数据可以提高存储利用率并降低成本。数据通过比较连续数据块的字节模式进行去重。如果发现数据重复,冗余数据将被删除,并用一个引用替代。

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