深入理解ext4等Linux文件系统(4)

虽然 ext4 可以处理高达 1 EiB 大小（相当于 1,000,000 TiB）大小的数据，但你 真的 不应该尝试这样做。除了能够记住更多块的地址之外，还存在规模上的问题。并且现在 ext4 不会处理（并且可能永远不会）超过 50-100 TiB 的数据。

ext4 也不足以保证数据的完整性。随着日志记录的重大进展又回到了 ext3 的那个时候，它并未涵盖数据损坏的许多常见原因。如果数据已经在磁盘上被破坏 —— 由于故障硬件，宇宙射线的影响（是的，真的），或者只是数据随时间衰减 —— ext4 无法检测或修复这种损坏。

基于上面两点，ext4 只是一个纯 文件系统，而不是存储卷管理器。这意味着，即使你有多个磁盘 —— 也就是奇偶校验或冗余，理论上你可以从 ext4 中恢复损坏的数据，但无法知道使用它是否对你有利。虽然理论上可以在不同的层中分离文件系统和存储卷管理系统而不会丢失自动损坏检测和修复功能，但这不是当前存储系统的设计方式，并且它将给新设计带来重大挑战。

备用文件系统

在我们开始之前，提醒一句：要非常小心，没有任何备用的文件系统作为主线内核的一部分而内置和直接支持！

即使一个文件系统是 安全的，如果在内核升级期间出现问题，使用它作为根文件系统也是非常可怕的。如果你没有充分的理由通过一个 chroot 去使用替代介质引导，耐心地操作内核模块、grub 配置和 DKMS……不要在一个很重要的系统中去掉预留的根文件。

可能有充分的理由使用你的发行版不直接支持的文件系统 —— 但如果你这样做，我强烈建议你在系统启动并可用后再安装它。（例如，你可能有一个 ext4 根文件系统，但是将大部分数据存储在 ZFS 或 Btrfs 池中。）

XFS

XFS 与非 ext 文件系统在 Linux 中的主线中的地位一样。它是一个 64 位的日志文件系统，自 2001 年以来内置于 Linux 内核中，为大型文件系统和高度并发性提供了高性能（即大量的进程都会立即写入文件系统）。

从 RHEL 7 开始，XFS 成为 Red Hat Enterprise Linux 的默认文件系统。对于家庭或小型企业用户来说，它仍然有一些缺点 —— 最值得注意的是，重新调整现有 XFS 文件系统是一件非常痛苦的事情，不如创建另一个并复制数据更有意义。

虽然 XFS 是稳定的且是高性能的，但它和 ext4 之间没有足够具体的最终用途差异，以值得推荐在非默认（如 RHEL7）的任何地方使用它，除非它解决了对 ext4 的特定问题，例如大于 50 TiB 容量的文件系统。

XFS 在任何方面都不是 ZFS、Btrfs 甚至 WAFL（一个专有的 SAN 文件系统）的“下一代”文件系统。就像 ext4 一样，它应该被视为一种更好的方式的权宜之计。

ZFS

ZFS 由 Sun Microsystems 开发，以 zettabyte 命名 —— 相当于 1 万亿 GB —— 因为它理论上可以解决大型存储系统。

作为真正的下一代文件系统，ZFS 提供卷管理（能够在单个文件系统中处理多个单独的存储设备），块级加密校验和（允许以极高的准确率检测数据损坏），自动损坏修复（其中冗余或奇偶校验存储可用），快速异步增量复制，内联压缩等，以及更多。

从 Linux 用户的角度来看，ZFS 的最大问题是许可证问题。ZFS 许可证是 CDDL 许可证，这是一种与 GPL 冲突的半许可的许可证。关于在 Linux 内核中使用 ZFS 的意义存在很多争议，其争议范围从“它是 GPL 违规”到“它是 CDDL 违规”到“它完全没问题，它还没有在法庭上进行过测试。”最值得注意的是，自 2016 年以来 Canonical 已将 ZFS 代码内联在其默认内核中，而且目前尚无法律挑战。

此时，即使我作为一个非常狂热于 ZFS 的用户，我也不建议将 ZFS 作为 Linux 的根文件系统。如果你想在 Linux 上利用 ZFS 的优势，用 ext4 设置一个小的根文件系统，然后将 ZFS 用在你剩余的存储上，把数据、应用程序以及你喜欢的东西放在它上面 —— 但把 root 分区保留在 ext4 上，直到你的发行版明确支持 ZFS 根目录。

Btrfs

Btrfs 是 B-Tree Filesystem 的简称，通常发音为 “butter” —— 由 Chris Mason 于 2007 年在 Oracle 任职期间发布。Btrfs 旨在跟 ZFS 有大部分相同的目标，提供多种设备管理、每块校验、异步复制、直列压缩等，还有更多。

截至 2018 年，Btrfs 相当稳定，可用作标准的单磁盘文件系统，但可能不应该依赖于卷管理器。与许多常见用例中的 ext4、XFS 或 ZFS 相比，它存在严重的性能问题，其下一代功能 —— 复制、多磁盘拓扑和快照管理 —— 可能非常多，其结果可能是从灾难性地性能降低到实际数据的丢失。

Btrfs 的维持状态是有争议的；SUSE Enterprise Linux 在 2015 年采用它作为默认文件系统，而 Red Hat 于 2017 年宣布它从 RHEL 7.4 开始不再支持 Btrfs。可能值得注意的是，该产品支持 Btrfs 部署用作单磁盘文件系统，而不是像 ZFS 中的多磁盘卷管理器，甚至 Synology 在它的存储设备使用 Btrfs，但是它在传统 Linux 内核 RAID（mdraid）之上分层来管理磁盘。

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（编辑：ASP站长网）