Aula #15 - Os sistemas de arquivos XFS e btrfs




 
Os sistemas de arquivos XFS e btrfs surgiram como desafiadores para o sistema de arquivos dominante em ambientes corporativos rodando Linux, o ext4. Estes sistemas de arquivos da próxima geração são robustos, conseguem atender grandes volumes, tem recursos para dividir dados entre vários discos físicos e virtuais e tem métricas de desempenho previsíveis.





XFS

O XFS foi originalmente projetado e criado pela SGI e usado no sistema operacional IRIX e posteriormente foi portado para o Linux. Foi explicitamente projetado para lidar com grandes conjuntos de dados, bem como para lidar com tarefas de I/O paralelo de forma muito eficaz.

O XFS pode lidar com:
  •     Até 16 EB (exabytes) de tamanho total do sistema de arquivos
  •     Até 8 EB de tamanho máximo para um arquivo individual

O alto desempenho é um dos elementos principais do projeto XFS, que implementa métodos para:
  •     Potencializar o DMA (Acesso direto a memória)
  •     Garantir uma taxa de I/O
  •     Ter flexibilidade para ajustar o tamanho do bloco para casar com o tamanho do bloco da camada de nível de disco como RAID ou LVM.

Em contraste com os sistemas de arquivos tradicionais, o XFS também pode fazer journal das informações cota. Isso reduz o tempo de recuperação de um sistema de arquivos que usa cotas. Além disso, o journal pode ficar em um dispositivo externo.

Tal como acontece com os outros sistemas de arquivos UNIX e Linux, o XFS suporta atributos estendidos.

A manutenção de um sistema de arquivos XFS é facilitada pelo fato de que a maior parte das tarefas de manutenção podem ser feitas on-line (ou seja, com o sistema de arquivos montado).
Exemplos dessas operações:
  •     Desfragmentar
  •     Aumentar o tamanho do sistema de arquivos
  •     Fazer Dump e Restore (Backup de baixo nível)

Backup e restauração de baixo nível podem ser feitos com os utilitários nativos do XFS:
  •     xfsdump
  •     xfsrestore

que podem ser convenientemente colocados em pausa para continuar depois.
Como esses utilitários também são multi-thread, as operações de dump e restore do XFS podem ser realizados muito rapidamente.


Enquanto o XFS não suporta diretamente snapshots, o utilitário xfs-freeze pode ser usado para suspender o sistema de arquivos, permitindo assim que um snapshot possa ser feito por uma ferramenta que opera no nível do disco como as ferramentas do Linux LVM. O LVM usará automaticamente o xfs-freeze para desativar o sistema de arquivos para fazer snapshots.

O XFS suporta cotas e os comandos tradicionais de cota podem ser usados. No entanto, se você usar o comando xfs-quota você pode usar as cotas por diretórios que o XFS suporta.




BTRFS

Tanto os desenvolvedores Linux quanto os usuários que precisam de alto desempenho de I/O estão acompanhando o desenvolvimento do sistema de arquivos Btrfs, que foi criado por Chris Mason. O nome significa sistema de arquivos B-TRee, sendo o b-tree uma estrutura de dados.
A documentação completa pode está em http://btrfs.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page .


Btrfs destina-se a resolver a falta de pooling, snapshots, checksums e integração multi-dispositivo que faltam em outros sistemas de arquivos Linux como o ext4. Tais características podem ser cruciais para que o Linux escale melhor em configurações de armazenamento de grandes empresas.
O Btrfs é um sistema de arquivo com recursos que atualmente só estão disponíveis em camadas mais baixas como o Linux LVM ou o software raid. A praticidade e as novas possibilidades que surgem dessa combinação com recursos de nível mais baixo é o que fazem o Btrfs ser tão interessante.

Enquanto o Btrfs está no kernel desde a versão 2.6.29, ele tem sido considerado como experimental, embora algumas distribuições já suportam o Btrfs.

Uma das principais características é a capacidade de fazer snapshots de sistemas de arquivos inteiros de forma virtualmente instantânea. Como o Btrfs faz amplo uso de técnicas COW (cópia na escrita), um snapshot não consome nem espaço em disco, nem depende de operações caras de I/O para ser concluído, apenas operações simples de metadados são feitas.

É possível reverter para um estado anterior usando snaphots e até mesmo dar boot em um snapshot anterior.

O Btrfs mantém sua própria tabela interna para adicionar ou remover novas partições e/ou meios físicos da mesma forma que o LVM (Logical Volume Management).

Porém antes que o btrfs torne-se adequado para o uso no dia-a-dia, algumas tarefas precisam ser concluídas. Para ver a história do desenvolvimento do Btrfs e a evolução esperada: http://lwn.net/Articles/575.841 .

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