Thực sự, không đủ người cân nhắc hệ thống tệp nào để dùng cho máy tính của mình.
Người dùng Windows và macOS ít lý do quan tâm, vì thực sự họ chỉ có một lựa chọn cho hệ thống—NTFS và HFS+ tương ứng. Linux, ngược lại, có nhiều tùy chọn hệ thống tệp khác nhau, với mặc định hiện tại là Fourth Extended Filesystem (ext4).
Có nỗ lực liên tục để thay đổi hệ thống tệp mặc định sang B-Tree File System (btrfs). Nhưng btrfs có tốt hơn không, và khi nào các bản phân phối sẽ thực hiện thay đổi?
Hệ Thống Tệp Làm Gì?
Giống như hệ thống lưu trữ vật lý như thư mục và tủ tài liệu, hệ thống tệp số quản lý các tệp. Chúng kiểm soát cách hệ điều hành lưu trữ dữ liệu không đang dùng, thông tin khác (metadata) gắn với dữ liệu là gì, ai hoặc cái gì có quyền truy cập dữ liệu, v.v.
Hệ thống tệp hoạt động ngầm. Giống như phần còn lại của kernel hệ điều hành, chúng vô hình trong sử dụng hàng ngày. File manager, ứng dụng bạn dùng để quản lý tệp, hầu như hoạt động giống nhau bất kể hệ thống tệp nào chạy bên dưới.
Hệ thống tệp cực kỳ phức tạp để viết mã. Nhà phát triển liên tục cải tiến các hệ thống này để thêm chức năng đồng thời hiệu quả hơn.
Tại Sao Chuyển Hệ Thống Tệp?
Không có mã nào tốt cho mọi trường hợp sử dụng, và điều đó áp dụng cho hệ thống tệp như nhau. Một số hệ thống tệp xuất sắc vì lý do khác nhau. Hệ thống tệp File Allocation Table (FAT) là hệ thống gần như mọi hệ điều hành hiện đại đều hỗ trợ.
USB flash drive và thẻ SD dùng hệ thống FAT để máy tính đọc được bất kể bạn chạy Linux, Windows, macOS, hay OS khác.
Nhưng ngày nay, FAT không còn tin cậy hay mạnh mẽ như một số hệ thống tệp khác đã được phát triển. Vì vậy, bạn sẽ thấy FAT trên media di động, nhưng không thấy nó quản lý dữ liệu trên ổ cứng.
Apple, có lẽ không ngạc nhiên, nổi tiếng với việc tạo hệ thống tệp chỉ hoạt động với thiết bị của hãng.
Hệ Thống Tệp Hiện Tại Của Linux
Hầu hết các phiên bản Linux desktop (gọi là bản phân phối, hoặc "distro") mặc định dùng hệ thống tệp ext4. ext4 là cải tiến của ext3, vốn là cải tiến của ext2 trước đó.
ext4 đã chứng minh là hệ thống tệp rất robust, nhưng nó được làm từ code base cũ. Một số người dùng Linux tìm kiếm tính năng mà ext4 không tự xử lý. Có phần mềm lo phần nào những mong muốn đó, nhưng làm được ở cấp độ hệ thống tệp sẽ cho hiệu năng tốt hơn. Do đó mong muốn btrfs.
Hiểu Ext4: Ưu Và Nhược Điểm
Giới hạn của Ext4 vẫn khá ấn tượng. Volume/partition lớn nhất bạn tạo được với ext4 là 1 exbibyte—tương đương khoảng 1,152,921.5 terabyte. Kích thước file tối đa là 16 tebibyte—khoảng 17.6 terabyte, lớn hơn bất kỳ ổ cứng nào người tiêu dùng thường mua hiện nay.
Ext4 nổi tiếng mang来改 tiến tốc độ so với ext3 bằng nhiều kỹ thuật khác nhau. Giống hầu hết hệ thống tệp hiện đại, nó là journaling file system, nghĩa là nó giữ "nhật ký" vị trí file trên đĩa và mọi thay đổi trên đĩa.
Mặc dù có nhiều tính năng, nó không hỗ trợ transparent compression, transparent encryption, hay data deduplication. Snapshot về mặt kỹ thuật được hỗ trợ, nhưng tính năng đó chỉ experimental.
Theodore Ts'o, nhà phát triển đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra ext4, mô tả ext4 là bản phát hành stop-gap dựa trên công nghệ 1970s lỗi thời và tin rằng Btrfs cung cấp con đường tốt hơn. Đó là hơn một thập kỷ trước.
Hiểu Btrfs: Ưu Và Nhược Điểm
Btrfs, có thể phát âm là "Butter FS", "Better FS", hoặc "B-Tree FS", là hệ thống tệp mới được viết lại từ đầu. Btrfs tồn tại vì nhà phát triển muốn mở rộng chức năng hệ thống tệp để bao gồm thêm chức năng như pooling, snapshot, và checksum.
Dự án bắt đầu tại Oracle, nhưng các công ty lớn khác sau đó đã tham gia phát triển. Danh sách bao gồm Facebook, Netgear, Red Hat, và SUSE.
Mặc dù cải tiến trong btrfs có lợi cho người dùng phổ thông, một số tính năng thêm quan tâm hơn đến việc sử dụng doanh nghiệp. Chức năng đó dành cho các trường hợp yêu cầu khắt khe hơn thường cần ổ cứng bền bỉ hơn.
Đối với tổ chức dùng chương trình rất lớn với cơ sở dữ liệu khổng lồ, có một hệ thống tệp dường như liên tục trên nhiều ổ cứng có thể làm gom dữ liệu dễ dàng hơn. Data deduplication sẽ giảm dung lượng thực tế dữ liệu chiếm dụng, và data mirroring sẽ dễ dàng hơn khi có một hệ thống tệp rộng, đơn lẻ cần mirror.
Tất nhiên, bạn vẫn có thể chọn tạo nhiều partition để không phải mirror mọi thứ. Kích thước partition tối đa của hệ thống tệp btrfs là 16 exbibyte, và kích thước file tối đa cũng là 16 exbibyte.
Xem xét btrfs sẽ có thể trải rộng trên nhiều ổ cứng, việc nó hỗ trợ 16 lần dung lượng ổ hơn ext4 là điều tốt.
Các Bản Phân Phối Linux Đã Chuyển Sang Btrfs Chưa?
Btrfs đã là phần ổn định của Linux kernel từ 2013, và bạn có thể format lại ổ cứng dùng hệ thống tệp này ngay hôm nay. Nhưng btrfs chưa bao giờ là hệ thống tệp mặc định của Linux. Hầu hết distro vẫn mặc định ext4.
Tại sao? File là dữ liệu quan trọng nhất trên ổ cứng. Dữ liệu cá nhân không thể thay thế. Bạn có thể cài lại OS và tải lại app, nhưng không có backup, file mất là mất vĩnh viễn. Đó là lý do tại sao hệ thống tệp phải được chứng minh đáng tin cậy trước khi chuyển hàng triệu người sang dùng mặc định.
Ext4 có thể cũ và可以说是 crusty, nhưng nó cũng đã chứng minh được resilient và reliable. Nếu mất điện và máy tính tắt đột ngột, khả năng cao ext4 đã giữ an toàn dữ liệu đã lưu.
Đối với hầu hết mọi người, tình huống đó là yếu tố quan trọng nhất. Không phải về hiệu năng hệ thống tệp khi mọi thứ tốt, mà là chuyện gì xảy ra khi mọi thứ sai.
Một distro nổi bật đã quyết định đủ thời gian đã trôi qua để chuyển đổi. openSUSE giờ dùng btrfs làm mặc định cho partition /root nơi hệ điều hành nằm. Tuy nhiên, cho partition /home chứa file cá nhân, openSUSE quyết định dùng hệ thống tệp XFS thay thế.
Vì vậy, không, chuyển đổi chưa diễn ra như mong đợi. Nhưng như chúng ta thấy với display server Wayland, công nghệ mới đôi khi mất rất lâu để phổ biến trên khắp Linux.