Что такое файловая система XFS?
XFS — это высокопроизводительная файловая система, изначально разработанная Silicon Graphics для своей операционной системы IRIX. С тех пор она была портирована на несколько других операционных систем, включая Linux, и стала популярным выбором для систем хранения данных высокого класса. Хотя XFS не является широко используемой файловой системой, она особенно популярна в дистрибутивах на базе Red Hat. Обычно его можно найти в готовых устройствах NAS, производимых такими поставщиками, как NetGear, LaCie и TeraStation.
XFS завоевала популярность с момента ее появления, поскольку она могла эффективно управлять устройствами большей емкости и быстро организовывать большие объемы данных. Он использует архитектуру на основе журналов для обеспечения согласованности файловой системы в случае сбоев системы или перебоев в подаче электроэнергии. Любые изменения в файловой системе сначала записываются в журнал, а затем записываются в реальную файловую систему.
В случае сбоя или отключения питания файловую систему можно быстро и легко восстановить до согласованного состояния, воспроизведя журнал. По мере роста объема данных другие файловые системы с трудом справлялись с растущими метаданными. Однако XFS смогла эффективно управлять обширными метаданными, что привело к внедрению многих функций XFS в современных файловых системах.
Особенности файловой системы XFS
Файловая система XFS обладает несколькими примечательными характеристиками, некоторые из которых описаны ниже:
- Хранение файлов в MultCloudHuge: XFS поддерживает хранение огромных обычных файлов. Он также обрабатывал растущие метаданные файловой системы без ущерба для производительности.
- Доступ к файлам MultCloudFile: Независимо от размера и количества файлов пользователи могут быстро и без усилий получить доступ к своим файлам. Это связано с тем, что файловая система использует технику сбалансированного дерева B-tree. Эта система позволила быстро распределять место на диске. Это также упростило файловой системе поиск каждого файла на диске.
- Масштабируемость в нескольких облаках: XFS может работать с очень большими файловыми системами и поддерживает файлы размером до 8 эксабайт. Он также обеспечивает динамическое распределение инодов, что позволяет эффективно использовать пространство хранения и обеспечивает высокую масштабируемость.
- MultCloudDelayed Allocation: Одна из самых удивительных особенностей файловой системы XFS - использование отложенного выделения. Эта функция помогает уменьшить фрагментацию файлов за счет отсрочки выделения дискового пространства до тех пор, пока оно не понадобится. Это помогает повысить общую производительность файловой системы и уменьшить фрагментацию диска.
Преимущества и недостатки использования XFS
XFS — это высокопроизводительная, масштабируемая и надежная файловая система, предоставляющая расширенные функции для приложений корпоративного уровня. Хотя у него много преимуществ, есть и потенциальные недостатки. Вот несколько преимуществ и недостатков использования XFS:
Преимущества
Снижены фрагментация и разброс файлов. XFS прилагает все усилия, чтобы файлы хранились как можно ближе друг к другу. Благодаря концепции экстентов он может эффективно распределять свободные диапазоны соседних блоков, а деревья B+ упрощают поиск свободных экстентов. Если в файле есть «дыры», XFS пропустит их, вместо того чтобы тратить место на пустых блоках.
XFS поддерживает различные устройства хранения и имеет управление томами. При создании файловой системы для полосатого дискового массива можно указать размер каждой полосы и количество единиц в каждой полосе. XFS будет использовать эту информацию для хранения данных в соответствии со спецификациями хранилища, что повысит производительность.
Он предназначен для обеспечения параллельного доступа. Как было сказано ранее, он разделяет пространство хранения на автономные группы распределения. Каждая группа распределения действует почти как независимая файловая система, контролирующая использование пространства и записывая метаданные. В результате такие группы распределения могут обрабатываться ядром одновременно, а многие параллельные процессы не влияют на производительность.
XFS использует ведение журнала метаданных для облегчения восстановления после сбоев системы или перебоев в подаче электроэнергии. Если пользовательские данные потеряны, есть большая вероятность, что их можно будет восстановить с помощью внешних инструментов восстановления данных.
Недостатки
XFS не использует контрольные суммы. В результате оно не может гарантировать, что содержащиеся в нем данные всегда будут неповрежденными. Некоторые файлы могут быть незаметно повреждены, а поврежденные фрагменты могут быть замечены только после того, как станет слишком поздно, что приведет к значительной потере данных.
В отличие от внутренних структур, XFS не регистрирует никаких изменений в пользовательских данных. В результате неожиданное завершение работы операционной системы может привести к потере информации из вновь созданных или обновленных файлов. С другой стороны, нет возможности полностью отключить ведение журнала, что может сократить срок службы твердотельных устройств.
Эта файловая система не может претендовать на широкую совместимость. Поскольку операционные системы, такие как Windows и macOS, не имеют встроенной поддержки XFS, это может быть проблемой при использовании внешнего устройства или системы с двойной загрузкой.
Базовая структура файловой системы XFS
XFS организована экстентно-ориентированным образом. Вместо того чтобы разделять пространство на отдельные блоки, оно делит его на смежные единицы разной длины, называемые экстентами. XFS стремится свести их количество к минимуму и пытается объединить экстенты по мере роста файла.
Файловую систему можно разделить на три отдельные части:
- Раздел данных
Часть данных включает метаданные файловой системы, а также данные пользовательских файлов. Его пространство для хранения данных разбивается на равные группы распределения. Размер группы распределения может составлять от 16 МБ до 1 ТБ. Каждая распределяющая группа имеет полную автономию в использовании пространства в своих границах. В результате параллельные процессы могут выполнять распределение по файловой системе параллельно, не мешая друг другу.
Аналогичный механизм используется для отслеживания экстентов файлов. Помимо адреса и длины в блоках, дескриптор каждого экстента содержит логическое смещение от начала файла и флаг, указывающий на то, что экстент выделен заранее, но в который еще не записан.
Дескрипторы экстентов часто записываются в виде линейного массива, встроенного в индексный код файла. Однако если количество экстентов слишком велико, они индексируются с помощью другого дерева B+, корень которого находится в индексе файла.
Чтобы повысить производительность записи и предотвратить фрагментацию файловой системы, XFS использует отложенное распределение. Виртуальный экстент сначала создается в памяти, и для него зарезервировано необходимое пространство в файловой системе. Однако точное местоположение данных остается неясным до тех пор, пока XFS не решит их записать. В результате некоторые краткосрочные временные файлы могут никогда не быть отнесены к реальным блокам хранения.
- Раздел журнала (дневника)
В этом разделе хранятся изменения метаданных файловой системы. Запись в журнале каждого структурного элемента содержит описательную информацию в заголовке, а также копию нового образа этого элемента в том виде, в каком оно должно появиться на диске. Элемент журнала сохраняется до тех пор, пока изменения не будут внесены в раздел данных. В случае сбоя журнал можно восстановить, чтобы возобновить приостановленные операции и восстановить целостность файловой системы. В зависимости от конфигурации эта часть может быть размещена в разделе данных или снаружи на другом устройстве для повышения скорости/надежности.
- Раздел в режиме реального времени
Эта дополнительная часть содержит только данные файлов реального времени, требующих высокой скорости ввода-вывода. Часто они хранятся на специальном высокопроизводительном устройстве хранения данных. Порция разделяется на несколько экстентов фиксированного размера. Это делает распределение более простым. Для его обработки используется линейное растровое изображение, а двумерный массив используется для индексации открытого пространства.
Восстановление данных в файловой системе Linux XFS
Хотя в XFS используется технология ведения журнала, обеспечивающая быстрое восстановление, иногда потеря данных может произойти из-за случайного удаления, форматирования диска или по другим причинам. Профессиональное программное обеспечение для восстановления данных, такое как Wondershare Recoverit, поможет вам удалить файлы XFS в таких случаях. Wondershare Recoverit — популярное программное обеспечение для восстановления данных, которое может восстанавливать файлы различных форматов с устройств хранения данных, включая файловую систему Linux XFS.
Wondershare Recoverit - Ваше безопасное и надежное программное обеспечение для восстановления Linux
Его скачали 5 481 435 человек.
Восстанавливает потерянные или удаленные документы, фотографии, видео, музыку, электронные письма и более 1000 других типов файлов эффективно, безопасно и полностью.
Совместим со всеми основными дистрибутивами Linux, включая Ubuntu, Linux Mint, Debian, Fedora, Solus, Opensuse, Manjaro и т.д.
Помогает в более чем 500 сценариях потери данных, таких, как удаление, форматирование диска, сбой операционной системы, отключение питания, вирусная атака, потерянный раздел и многое другое.
Простой интерфейс «укажи и нажми» позволяет восстанавливать данные с жестких дисков Linux всего за несколько кликов.
Работает через удаленное подключение. Вы можете восстановить потерянные данные даже в случае сбоя устройства Linux.
Шаги по восстановлению в файловой системе Linux XFS
- Шаг 1. Скачайте Wondershare Recoverit с официального сайта и установите его в соответствии с инструкциями. Запустите после установки, чтобы начать процесс восстановления файлов Linux XFS.
- Шаг 2. Найдите опции NAS и Linux на боковой панели и выберите Linux Recovery. Заполните информацию о сервере Linux в соответствии с указаниями, затем нажмите кнопку Подключиться, чтобы начать восстановление.
- Шаг 3. Recoverit автоматически начнет сканирование указанного места. Размер памяти устройства и емкость хранилища данных определяют, насколько быстрой может быть процедура сканирования. Однако теперь вы можете ускорить процесс, используя такие критерии, как изменение даты, тип файла и т. д.
- Шаг 4. После процедуры сканирования вы можете предварительно просмотреть восстановленные файлы, чтобы узнать, являются ли они теми файлами, которые вы ищете. Изучив файлы, выберите те, которые вы хотите восстановить, и нажмите кнопку «Восстановить», чтобы начать восстановление файлов из файловой системы Linux XFS.
Для Windows 7 или более поздней версии
Для macOS 10.10 или более поздней версии
Помимо Wondershare Recoverit, вы также можете восстанавливать файлы в XFS с помощью TestDisk.
Сравнение файловых систем Linux: XFS, EXT4 и BTRFS
XFS, EXT4 и BTRFS — это файловые системы, обычно используемые в операционных системах на базе Linux. Вот несколько ключевых отличий между ними:
XFS — это высокопроизводительная файловая система, изначально разработанная Silicon Graphics. Он поддерживает большие файловые системы и обеспечивает отличную масштабируемость и надежность. XFS часто используется для высокопроизводительных вычислений, хранения данных и мультимедийных приложений. XFS может быть полезна при работе с огромными файлами, такими как большие хранилища данных, крупномасштабные научные или кровавые корпоративные инициативы и т. д.
Между тем, файловая система EXT4 — это традиционная файловая система, которая уже много лет является файловой системой по умолчанию во многих дистрибутивах Linux. Он обладает хорошей производительностью и стабильностью, но в нем отсутствуют некоторые расширенные функции новых файловых систем. Несмотря на значительные ограничения емкости, EXT является достаточно надежной и долговечной технологией для работы. В результате EXT является лучшим выбором для требований SOHO (малый офис/домашний офис) и проектов, требующих стабильной производительности.
Наконец, файловая система BTRFS — это новая файловая система, разработанная Oracle. Он разработан для обеспечения ряда расширенных функций и масштабируемости. BTRFS идеально подходит для крупных организаций, которым нужна простая в управлении файловая система; она также подходит для технологий и проектов, не требующих значительной отказоустойчивости.
В целом XFS — хороший выбор для крупномасштабных и высокопроизводительных приложений, а EXT — стабильный и надежный вариант для большинства приложений общего назначения. BTRFS — это новая файловая система с рядом расширенных функций, что делает ее хорошим выбором для крупномасштабных приложений с интенсивным использованием данных.
Вердикт
В целом файловая система XFS — это высоконадежная и эффективная файловая система, которая хорошо подходит для использования в крупномасштабных базах данных и системах хранения данных. XFS предлагает ряд расширенных функций, таких как поддержка больших файлов и файловых систем, распределение групп для распределения дискового пространства и изменение размера файловых систем в режиме онлайн. Кроме того, в XFS реализована технология ведения журнала для быстрого восстановления в случае сбоев системы.
Хотя использование XFS имеет некоторые ограничения и потенциальные недостатки, такие как ограниченная поддержка некоторых дистрибутивов Linux и потенциальное снижение производительности при работе с небольшими файлами, ее преимущества в целом перевешивают эти недостатки. В целом файловая система XFS — хороший выбор для организаций и пользователей, которым требуются высокопроизводительные и надежные решения для хранения данных.