闡述Linux文件系統(tǒng)BTRFS
電腦中必不可少的就是操作系統(tǒng)。而Linux的發(fā)展非常迅速，有趕超微軟的趨勢(shì)。這里介紹Linux的知識(shí)，讓你學(xué)好應(yīng)用Linux系統(tǒng)。今天一講Linux文件系統(tǒng)BTRFS，希望你記住Linux文件系統(tǒng)BTRFS。Sun有開(kāi)源的ZFS以及收購(gòu)的Lustre文件系統(tǒng)。Quantum、Panasas、IBM、惠普、NetApp和Red Hat也都增強(qiáng)了文件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)力度。NFS（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）正在經(jīng)歷大的變動(dòng)，主要代表就是pNFS（并行網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）。毫不奇怪的是，所有這些開(kāi)發(fā)行動(dòng)促使開(kāi)源社區(qū)推出針對(duì)Linux的更高性能的文件系統(tǒng)。
現(xiàn)在我們看看Linux開(kāi)發(fā)的兩個(gè)前沿：BTR文件系統(tǒng)--也被稱(chēng)為Butter FS或B-tree FS--以及ext4。
Illuminata的分析師Gordon Haff表示："Ext4是對(duì)廣泛使用的ext3的升級(jí)，它從諸多方面提高了功能，并改善了性能。在相對(duì)近期，ext4將可能成為下一個(gè)在Linux上廣泛部署的新的文件系統(tǒng)。"
雖然ext4的開(kāi)發(fā)時(shí)間始于2006年，但是ext4直到最近一年才開(kāi)始真正穩(wěn)定，而且現(xiàn)在才剛剛開(kāi)始看到有批量部署。例如，最近發(fā)布的ext4版本有Fedora。這種Linux文件系統(tǒng)提高了存儲(chǔ)容量上限（容量增加至1EB），同時(shí)還有其他各種性能上的調(diào)整。
Ext4很大程度上是對(duì)流行的ext3文件系統(tǒng)的演進(jìn)。Ext3限制于16TB的存儲(chǔ)，而ext4的設(shè)計(jì)可以處理更大的存儲(chǔ)。Ext4增加了數(shù)據(jù)完整性功能，支持針對(duì)內(nèi)部日常事務(wù)的校驗(yàn)和，這使得它在面臨存儲(chǔ)錯(cuò)誤的時(shí)候擁有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。
但是至少?gòu)臐撃苌蟻?lái)看，ext4的發(fā)展不如BTRFS那么顯著。BTRFS可能最終會(huì)給ZFS和其他文件系統(tǒng)帶來(lái)更大的威脅，不過(guò)該文件系統(tǒng)目前還尚未完成。該文件系統(tǒng)擁有在線碎片整理功能，針對(duì)固態(tài)驅(qū)動(dòng)器（SSD）的運(yùn)行模式，寫(xiě)時(shí)復(fù)制日志，以及各種壓縮、鏡像、條帶和快照功能。
Haff表示："BTRFS是下一代文件系統(tǒng)，這意味著它使用的管理模式和傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)有所不同。"
他的意思是BTRFS的管理和可用性模式不同于現(xiàn)有文件系統(tǒng)所使用的模式。他舉了一個(gè)例子：BTRFS基本上將卷管理--過(guò)去是單獨(dú)的產(chǎn)品--整合進(jìn)了該文件系統(tǒng)本身。該文件系統(tǒng)還擁有各種可靠性和可用性功能，比如快照。
從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的角度來(lái)看，BTRFS前進(jìn)的步伐要比ext4大。BTRFS的一些功能過(guò)去通常是由邏輯卷管理器（LVM）和RAID（獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列）硬件所執(zhí)行的。該系統(tǒng)可以同時(shí)為其內(nèi)部元數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)和檢驗(yàn)，而且該系統(tǒng)還內(nèi)置了對(duì)快照的支持（就像一個(gè)LVM）。Ext4也可擁有其中一些功能，但是需要文件系統(tǒng)和邏輯卷管理器之間的互動(dòng)。
有趣的是，BTRFS最初是Oracle開(kāi)發(fā)的--該公司正在收購(gòu)Sun--但現(xiàn)在是以GPL（GUN通用公共許可證）的形式發(fā)放許可證，而且完全融入開(kāi)源社區(qū)，接受任何人的代碼貢獻(xiàn)。在BTRFS項(xiàng)目主頁(yè)上對(duì)自己是這么描述的："一個(gè)新的針對(duì)Linux的寫(xiě)時(shí)復(fù)制文件系統(tǒng)，致力于實(shí)施高級(jí)的功能，同時(shí)關(guān)注容錯(cuò)、修復(fù)和管理方便性。"
BTRFS是否做好企業(yè)級(jí)應(yīng)用準(zhǔn)備？
那么BTRFS是否可以成為L(zhǎng)inux領(lǐng)域夢(mèng)寐以求的企業(yè)級(jí)文件系統(tǒng)，并對(duì)ZFS形成競(jìng)爭(zhēng)呢？一些人表示，比起Sun同等的文件系統(tǒng)，BTRFS包含了更多功能，擁有更好的性能。不過(guò)，這很大程度上還是假設(shè)。ZFS在許多企業(yè)都得到了成功的部署和運(yùn)行，而B(niǎo)TRFS還沒(méi)有做好企業(yè)級(jí)應(yīng)用的準(zhǔn)備。
Haff表示："BTRFS和ZFS是有一些類(lèi)似的概念，但是BTRFS仍然還處于發(fā)展階段。有可能在幾年以后，BTRFS會(huì)做好企業(yè)級(jí)部署的準(zhǔn)備。"
那么BTRFS現(xiàn)在的表現(xiàn)如何？早期標(biāo)桿顯示該文件系統(tǒng)還需要提高性能，不過(guò)現(xiàn)在該系統(tǒng)已經(jīng)可以在讀取和寫(xiě)入上提供和ext4同樣水準(zhǔn)的性能。人們希望BTRFS可以在快照和校驗(yàn)和功能上與ZFS一較長(zhǎng)短。ZFS在每次數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行寫(xiě)時(shí)復(fù)制快照，新的數(shù)據(jù)還要進(jìn)行校驗(yàn)和操作以檢驗(yàn)有效性并防止數(shù)據(jù)損壞。BTRFS擁有所有這些功能，而且已經(jīng)整合進(jìn)Linux內(nèi)核。
但是Sun不會(huì)因此而感到擔(dān)憂。BTRFS可能還要幾年以后才能從開(kāi)發(fā)階段進(jìn)入主流部署。
Haff表示："鑒于文件系統(tǒng)推出的速度一般比較慢，即使到2011年或2012年BTRFS才得以生產(chǎn)部署，那也是樂(lè)觀的估計(jì)了。雖然ZFS名義上已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，Sun還是有兩年時(shí)間可以認(rèn)真地推廣ZFS。"
Red Hat
Red Hat已經(jīng)將這些新的文件系統(tǒng)整合進(jìn)自己的產(chǎn)品。Fedora就是Red Hat支持的開(kāi)源Linux系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以免費(fèi)下載。Red Hat上個(gè)月發(fā)布了Fedora 11。Fedora 11是Red Hat Red Hat Enterprise Linux（RHEL）的技術(shù)基礎(chǔ)。BTRFS和ext4都包含在Fedora 11內(nèi)。
Red Hat文件系統(tǒng)內(nèi)核經(jīng)理Ric Wheeler表示："ext4是Fedora 11缺省的文件系統(tǒng)，所有新用戶都會(huì)自動(dòng)成為ext4用戶，除非他們選擇非缺省的文件系統(tǒng)。雖然Fedora 11也內(nèi)置了BTRFS，但是由于BTRFS目前很大程度上還是實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的文件系統(tǒng)，因此需要專(zhuān)門(mén)的啟動(dòng)時(shí)間選項(xiàng)才能啟用，而且該系統(tǒng)不用于用戶的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。"
Red Hat看起來(lái)樂(lè)意嘗試實(shí)驗(yàn)性的文件系統(tǒng)，但是不會(huì)將賭注都押在一個(gè)文件系統(tǒng)上。雖然Fedora 11以ext4為基礎(chǔ)，但是Red Hat Enterprise Linux缺省使用的是ext3。此外，F(xiàn)edora還支持其他的文件系統(tǒng)，比如XFS--Wheeler稱(chēng)這個(gè)文件系統(tǒng)擁有豐富的功能而且經(jīng)歷了嚴(yán)格的測(cè)試。RHEL目前的技術(shù)預(yù)演是ext4，而現(xiàn)在則根本不支持BTRFS。
Wheeler表示："RHEL采用了更為謹(jǐn)慎的步驟。Fedora的用戶或許希望獲得最新最前沿的功能，但是我們的RHEL客戶群則要求更為成熟的技術(shù)。"
他同時(shí)指出ext4和BTRFS這兩種新的Linux文件系統(tǒng)都不是Red Hat的Global File System（GFS：全局文件系統(tǒng)）的直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。GFS為高可用性集群提供了構(gòu)建基石，以便讓多個(gè)服務(wù)器可以并行地讀取和寫(xiě)入同一個(gè)文件系統(tǒng)。這樣的并行操作通常是直接在共享的存儲(chǔ)光纖架構(gòu)上進(jìn)行，比如光纖通道。BTRFS和ext4，甚至ZFS都不支持集群功能。因此RHEL將ext3用于非集群工作負(fù)荷，將GFS用于集群用戶的工作負(fù)荷。
Wheeler表示："選擇哪種文件系統(tǒng)要根據(jù)不同情況而定。隨著ext4和BTRFS的成熟，我們將逐步掌握這兩種文件系統(tǒng)最適合哪種企業(yè)工作負(fù)荷。文件系統(tǒng)的用戶都可以測(cè)試文件系統(tǒng)，并根據(jù)專(zhuān)門(mén)的工作負(fù)荷來(lái)調(diào)整文件系統(tǒng)，他們還可以參與文件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程。"
他對(duì)BTRFS尤其熱心，認(rèn)為明年開(kāi)始BTRFS就可以被一些專(zhuān)門(mén)用戶用于生產(chǎn)用途。
Wheeler表示："BTRFS的亮點(diǎn)在于這些新功能使得文件系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)地自我調(diào)整，以適應(yīng)各種類(lèi)型的存儲(chǔ)設(shè)備，比如SSD設(shè)備或大型RAID陣列。"
這樣你就了解了Linux文件系統(tǒng)BTRFS。
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