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從ext4和BTRFS看Linux文件系統的興盛

←手機掃碼閱讀     火星人 @ 2014-03-09 , reply:0
  最近幾年文件系統的開發逐漸興盛起來.Sun開源了ZFS,又收購了Lustre.昆騰、Panasas、IBM、惠普、NetApp和Red Hat都加強了文件系統的開發力度.不言而喻,所有這些開發工作激勵了開源社區以推出針對Linux操作系統的更高性能文件系統.

  來看看在Linux方面的幾個開發項目:BTR文件系統(也就是我們所知的Butter FS或者B-tree FS)和ext4.

  Illuminata分析師Gordon Haff表示:「ext4是現在廣泛使用的ext3的升級,不僅增加了很多升級功能,而且性能也有所提高.就短期來說,我們認為ext4將是被廣泛部署在Linux操作系統中的下一代文件系統.」

  雖然ext4是在2006年開發出來的,但是最近幾年一直非常穩定,直到最近看到一些廣泛的部署.例如,ext4出現在最近發布的Fedora產品中.這一Linux文件系統提高了存儲容量(卷容量達到1 Exabyte),還有性能方面的增強.

  ext4實際上是對目前很流行的ext3文件系統的改進版本.ext3局限於16TB的存儲容量,而ext4設計可以處理更大容量的文件系統.ext4新增的一項數據完整性功能支持對內部日誌處理的校驗和,進一步減少了存儲錯誤的發生.

  但是ext4的開發並不如BTRFS那樣重要,至少就發展潛力來說.BTRFS最終可能會給ZFS等帶來更多威脅,但是目前還沒有成型.它具有在線碎片整理功能(只有固態盤有這項功能)、Copy-On-Write技術、數據壓縮、鏡像、數據條帶和快照等等.

  Haff表示:「BTRFS是下一代文件系統,這意味著它採用了傳統文件系統的不同管理模式.」

  他的意思是,BTRFS已經打破了目前文件系統的管理和可用性模式.他舉了一個例子:它實際上是將卷管理——以前這是一款單獨的產品——整合到文件系統本身中去.它還內嵌了可靠性和可用性功能.

  另外,BTRFS在數據存儲方面比ext更完善.它包括一些邏輯卷管理和RAID硬體功能,可以對內部元數據和用戶數據進行檢驗和,同時內嵌了快照功能.ext4也可以實現以上一些功能,但是需要與文件系統和邏輯卷管理器進行通信.

  有趣的是,BTRFS最初是由Oracle開發的,但是現在卻是由GPL發行許可的,被開源社區廣泛採用,可被任何人使用.」

  BTRFS為企業應用做好準備了嗎?

  那麼這將是Linux領域可以採用、讓ZFS獲得盈利的企業級文件系統嗎?有些人說BTRFS有比ZFS更多的功能特性和更高的性能.然而,這更多是人們推測的,隨著ZFS在很多企業內成功應用,BTRFS卻還沒有為企業應用做好充分準備.

  Haff表示:「當然BTRFS和ZFS有很多理念上的相同點,但是BTRFS仍然還處於研發過程中.也許到未來幾年,它才能為企業生產部署做好準備.」

  那麼BTRFS如何做到這一點?早期的基準測試結果顯示,雖然現在BTRFS在Linux系統上讀寫性能已經接近ext4,但是在性能方面還有很多要完善的地方.希望BTRFS可以在快照和檢驗和功能方面挑戰ZFS.ZFS的Copy-On-Write快照技術是在每次數據發生變更的時候保留快照,新數據還被檢驗和以確保正確性,防止發生數據損毀.所有這些功能特性都被添加到BTRFS中,並一起被集成到Linux內核.

  但是Sun並不畏懼.任何一種新興技術從開發階段到主流應用都需要幾年的時間.Haff表示:「BTRFS的生產部署可能要等到2011年或者2012年,考慮到目前文件系統開發的進程比較慢,這些時間框架還是比較樂觀的.」

  Red Hat

  有一家Linux廠商已經開始將這些新的文件系統集成到他們的產品中,它就是Red Hat.Fedora是Red Hat贊助開發的開源Linux發行版本,可供用戶免費下載,是Red Hat Enterprise Linux(RHEL)的技術基礎.上個月剛剛發布的Fedora 11支持ext4和BTRFS.

  Red Hat文件系統內核經理Rid Wheeler表示:「ext4是Fedora 11默認的文件系統,所有新用戶自動被默認為ext4用戶,除非他們另外選擇非默認的文件系統.BTRFS也被嵌入到Fedora 11中,但是需要在啟動時進行選擇來激活,它目前還是一款實驗性的文件系統,並不適用於用戶的關鍵數據.」

  Red Hat似乎很樂於走這種實驗性路線,但不願意對任何一種文件系統作出評價.雖然Fedora 11是基於ext4的,但是Red Hat Enterprise Linux默認使用的是ext3.而且,Fedora還支持XFS等其他文件系統.前段時間RHEL技術預覽的就是ext4,目前還不支持BTRFS.

  Wheeler表示:「RHEL採取了一種更謹慎的策略.與希望獲得最新版本和最尖端性能的Fedora用戶不同,我們的RHEL用戶需要的是更加成熟的技術.」

  他還指出,這兩種新的Linux文件系統都不會與Red Hat的Global File System形成直接競爭.GFS是高可用性集群的組成部分,這樣多台伺服器可以同時讀取和寫入到同一個文件系統,通常是直接通過光纖通道這樣的共享存儲架構實現的.不管是BTRFS、ext4還是ZFS都支持集群操作.因此RHEL針對非集群工作負載使用ext3,針對集群用戶使用GFS,在不同實例中則使用ZFS.

  Wheeler表示:「文件系統的選擇是根據實際情況來決定的.隨著ext4和BTRFS的成熟,我們將了解他們中的哪一個最適合於特定的企業工作負載.一個文件系統的任何用戶都可以根據他們的特殊工作負載測試和調節這個文件系統,並參與到開發流程中來.」

  也就是說,他非常看好BTRFS,相信BTRFS未來將為一些尖端用戶的採用作好準備.

  Wheeler表示:「最令人激動的就是那些可以允許文件系統根絕不同類型存儲設備——例如固態盤或者大型RAID陣列——進行動態自主調節的新功能.」

  


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