Jaký je nejlepší souborový systém pro můj Linux?

Souborový systém; určitě nijak vzrušující věc na světě, ale přesto velmi důležitá. V dnešním článku se zaměříme na možnosti nejpopulárnějších souborových systémů v Linuxu – čím jsou charakteristické, co umí a komu jsou určeny.

Nejprve si řekněme, co je to vlastně souborový systém. Podle Wikipedie je souborový systém (file system) v informatice označení pro způsob organizace dat ve formě souborů (většinou i adresářů) tak, aby k nim bylo možné snadno přistupovat. Souborové systémy jsou uloženy na vhodném typu elektronické paměti, která je umístěna přímo v počítači (pevný disk, CD,…) nebo může být zpřístupněna pomocí počítačové sítě (NFS, SMB, AppleTalk,…).

Údaje v elektronické paměti jsou přístupné v podstatě jako vektor dvojkových čísel. Přitom různé oblasti tohoto vektoru mohou být v závislosti na typu a okamžitém stavu paměti různě rychle dostupné. Například harddisk nebo DVD/CD mechanika potřebuje určitý čas na přesun hlavičky na jinou stopu a než se pod hlavičku dostane oblast s požadovanými daty.

Souborový systém zajišťuje ukládání a čtení dat paměťového média tak, aby s nimi uživatelé mohli pracovat ve formě souborů a adresářů. Základní ideou souborového systému je tedy zpřístupnění a ukládání dat pomocí hierarchicky organizovaného systému adresářů a souborů. Představme si rozsáhlou knihovnu dokumentů, kde bychom mohli popsat přístup ke konkrétnímu dokumentu například následovně:

„budova A/1. patro/místnost č. 7/regál 8/šuplík A4/Šanon Psi/Dokument Pudl“.

V analogické abstraktní formě zpřístupňuje informace souborový systém, až na to že místo „budovy“ nejspíše budeme mít písmeno nebo název označující logický disk, místo „patra“ adresář 1. hierarchické úrovně, místo „místnosti“ podadresář, dále podpodadresář atp. Jednotlivým dokumentům v šanonech by pak odpovídaly soubory. Základním pravidlem každého souborového systému je, že data musí být jednoznačně určena svým jménem. Z toho vyplývá, že dva soubory nebo podadresáře umístěné ve stejném adresáři nesmí mít stejné jméno.

Souborový systém zaznamenává kromě jména souboru a jeho umístění v hierarchii adresářů další informace sloužící pro správu souborů. Především jsou to časové známky (nejdůležitější je čas poslední změny). Dále může souborový systém vést informace o vlastnících souborů a přístupových právech, což je důležité ve víceuživatelských systémech, nebo při zpřístupňování dat na disku pomocí počítačové sítě.

A nyní už k oněm nejpopulárnějším linuxovým souborovým systémům.

1. Ext4

Pokud jste již někdy instalovali Linux, je pravděpodobné, že jste se během instalace už setkali s pojmem Ext4. Je proto totiž dobrý důvod: je to souborový systém, který je v současnosti na výběr pro téměř všechny distribuce Linuxu. Jistě, existují i jiné, které je možné zvolit, ale nelze popřít, že právě souborový systém Ext4 bývá používán téměř všemi uživateli Linuxu.

Co umí?

Souborový systém Ext4 má všechny vychytávky, na které jsme zvyklí z předešlých iterací tohoto souborového systému (Ext2, Ext3). Navíc má ale zajímavá vylepšení. Je jich hodně, ta nejlepší však jsou:

• žurnálovací souborový systém
• kontrolní součty žurnálu
• multibloková alokace souborů
• zpětná podpora kompatibility pro Ext2 a Ext3
• trvalá prealokace volného prostoru
• vylepšená kontrola systému souborů (ve srovnání s předchozími verzemi)
• a samozřejmě podpora pro velké soubory

Komu je určen?

Ext4 je určen těm uživatelům, kteří hledají super stabilní systém nebo pro ty, kteří hledají něco, co prostě funguje. Tento souborový systém nezrychlí váš systém; nemá ani nijak velkou podporu pro SSD, ale pokud vaše potřeby nejsou příliš extravagantní, poslouží vám dokonale.

2. BtrFS

B-tree file system (také známý jako butterFS) je souborový systém pro Linux vyvinutý společností Oracle. Je to nový souborový systém ve vývoji. Některé linuxové komunity jej však považují za nestabilní pro používání. V jádru je systém BtrFS založen na principu copy-on-write, což v podstatě znamená, že systém si vytvoří jedinečnou kopii dat po jejich zápisu. Jakmile jsou data zapsána, kopie je vytvořena.

Co umí?

Kromě podpory copy-on-write, umí souborový systém BtrFS mnoho dalších věcí – ve skutečnosti tolik, že by trvalo věčně vypisovat zde jejich seznam. Zde jsou ty nejdůležitější:

• podpora „momentek“ pouze pro čtení
• podpora klonování souborů
• podpora „podsvazků“
• transparentní komprese
• kontrola systému souborů v režimu offline
• místní konverze z Ext3 a Ext4
• online defragmentace
• a nově obsahuje podporu pro RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 a RAID 10.

Komu je určen?

Vývojáři BtrFS přislíbili, že tento souborový systém bude příští náhradou za ostatní souborové systémy. Že je to velká pravda, i když je v mohutném vývoji, potvrzuje řada jeho „zabijáckých“ vlastností. Je určen jak pro zkušené uživatele, tak i pro ty běžné (má skvělý výkon na SSD). Tento souborový systém je určen zejména pro ty, kteří chtějí „vyždímat“ maximum ze svého souborového systému a kteří si chtějí vyzkoušet, jak funguje metoda copy-on-write.

3. XFS

XFS je high-endový souborový systém, vyvinutý a vytvořený společností Silicon Graphics, který se specializuje zejména na rychlost a výkon. XFS pracuje velmi dobře hlavně pokud jde o paralelní vstup a výstup. Souborový systém XFS může zpracovávat obrovské množství dat, tolik, že jeho někteří uživatelé se přibližují k více než 300 terabajtům dat.

Co umí?

XFS je osvědčený souborový systém pro ukládání dat vytvořený pro vysoce výkonné operace. Mezi jeho vlastnosti patří:

• prokládané přidělování RAID polí
• žurnálovací souborový systém
• variabilní velikost bloku
• přímý vstup/výstup
• garantovaná rychlost I/O
• defragmentace v režimu online
• online změna velikosti

Komu je určen?

XFS je určen pro ty, kteří hledají trvalé řešení svého souborového systému. Souborový systém vznikl roku 1993 a časem je stále lepší a lepší. Pokud máte domovský server a váháte jaký zvolit systém souborů pro svůj datový prostor, zvažte XFS. Má řadu funkcí a není určen výhradně pro servery. Pokud jste pokročilejší uživatel a zaujal vás systém Btrfs, zkuste XFS. Pracuje téměř stejně a nemá problémy se stabilitou.

4. Reiser4

Reiser4, následník ReiserFS, je souborový systém vytvořený a vyvinutý společností Namesys. Vytvoření Reiser4 bylo podpořeno v rámci projektu Linspire, stejně jako DARPA. Co dělá Reiser4 zvláštním, je množství jeho modelových transakcí. Neexistuje jen jeden způsob zápisu dat; existuje jich mnoho.

Co umí?

Reiser4 má jedinečnou schopnost používat různé modelové transakce. Je možné použít model copy-on-write (jako Btrfs), write-anywhere, žurnálování i model hybridních transakcí. ReiserFS má spoustu vylepšení, včetně vylepšení žurnálování souborového systému, lepší podporu pro menší soubory a rychlejší zpracování adresářů. Reiser4 má hodně co nabídnout. Existuje ještě mnoho dalších funkcí, ale postačí říci, že Reiser4 je obrovská inovace oproti ReiserFS s množstvím přidaných funkcí.

Komu je určen?

Resier4 je určen pro ty, kteří chtějí použít jeden systém souborů ve více případech. Můžete si nastavit jeden stroj na copy-on-write, další na write-anywhere a další na hybridní transakce, aniž byste byli nuceni používat různé typy souborových systémů. Reiser4 je ideální právě pro tento typ případů.

°°°°°øøøø000O000øøøø°°°°°

Existuje ještě mnoho dalších linuxových souborových systémů. Každý slouží svému jedinečnému účelu, unikátním uživatelům, kteří potřebují řešit různé problémy.Tento příspěvek je zaměřen jen na ty nejpopulárnější. Není pochyb o tom, že existují i jiné možnosti pro další specifické případy.

Jaký je váš oblíbený souborový systém, který používáte v Linuxu? Napište nám to v komentářích.