下一代Linux文件系統前瞻：是BTRFS還是ext4
最近兩年，Linux文件系統得到了很大的發展。Sun有開源的ZFS以及收購的Lustre文件系統。Quantum、Panasas、IBM、惠普、NetApp和Red Hat也都增強了文件系統開發力度。NFS（網絡文件系統）正在經歷大的變動，主要代表就是pNFS（并行網絡文件系統）。毫不奇怪的是，所有這些開發行動促使開源社區推出針對Linux的更高性能的文件系統。
現在我們看看Linux開發的兩個前沿：BTRFS文件系統--也被稱為Butter FS或B-tree FS--以及ext4。
Illuminata的分析師Gordon Haff表示："Ext4是對廣泛使用的ext3的升級，它從諸多方面提高了功能，并改善了性能。在相對近期，ext4將可能成為下一個在Linux上廣泛部署的新的文件系統。"
雖然ext4的開發時間始于2006年，但是ext4直到最近一年才開始真正穩定，而且現在才剛剛開始看到有批量部署。例如，最近發布的ext4版本有Fedora。這種Linux文件系統提高了存儲容量上限（容量增加至1EB），同時還有其他各種性能上的調整。
Ext4很大程度上是對流行的ext3文件系統的演進。Ext3限制于16TB的存儲，而ext4的設計可以處理更大的存儲。Ext4增加了數據完整性功能，支持針對內部日常事務的校驗和，這使得它在面臨存儲錯誤的時候擁有更強的穩定性。
但是至少從潛能上來看，ext4的發展不如BTRFS那么顯著。BTRFS可能最終會給ZFS和其他文件系統帶來更大的威脅，不過該文件系統目前還尚未完成。該文件系統擁有在線碎片整理功能，針對固態驅動器（SSD）的運行模式，寫時復制日志，以及各種壓縮、鏡像、條帶和快照功能。
Haff表示："BTRFS是下一代文件系統，這意味著它使用的管理模式和傳統的文件系統有所不同。"
他的意思是BTRFS的管理和可用性模式不同于現有文件系統所使用的模式。他舉了一個例子：BTRFS基本上將卷管理--過去是單獨的產品--整合進了該文件系統本身。該文件系統還擁有各種可靠性和可用性功能，比如快照。
從數據存儲的角度來看，BTRFS前進的步伐要比ext4大。BTRFS的一些功能過去通常是由邏輯卷管理器（LVM）和RAID（獨立磁盤冗余陣列）硬件所執行的。該系統可以同時為其內部元數據和用戶數據進行校驗和檢驗，而且該系統還內置了對快照的支持（就像一個LVM）。Ext4也可擁有其中一些功能，但是需要文件系統和邏輯卷管理器之間的互動。
有趣的是，BTRFS最初是Oracle開發的--該公司正在收購Sun--但現在是以GPL（GUN通用公共許可證）的形式發放許可證，而且完全融入開源社區，接受任何人的代碼貢獻。在BTRFS項目主頁上對自己是這么描述的："一個新的針對Linux的寫時復制文件系統，致力于實施高級的功能，同時關注容錯、修復和管理方便性。"
BTRFS是否做好企業級應用準備？
那么BTRFS是否可以成為Linux領域夢寐以求的企業級文件系統，并對ZFS形成競爭呢？一些人表示，比起Sun同等的文件系統，BTRFS包含了更多功能，擁有更好的性能。不過，這很大程度上還是假設。ZFS在許多企業都得到了成功的部署和運行，而BTRFS還沒有做好企業級應用的準備。
Haff表示："BTRFS和ZFS是有一些類似的概念，但是BTRFS仍然還處于發展階段。有可能在幾年以后，BTRFS會做好企業級部署的準備。"
那么BTRFS現在的表現如何？早期標桿顯示該文件系統還需要提高性能，不過現在該系統已經可以在讀取和寫入上提供和ext4同樣水準的性能。人們希望BTRFS可以在快照和校驗和功能上與ZFS一較長短。ZFS在每次數據發生變化時進行寫時復制快照，新的數據還要進行校驗和操作以檢驗有效性并防止數據損壞。BTRFS擁有所有這些功能，而且已經整合進Linux內核。
但是Sun不會因此而感到擔憂。BTRFS可能還要幾年以后才能從開發階段進入主流部署。
Haff表示："鑒于文件系統推出的速度一般比較慢，即使到2011年或2012年BTRFS才得以生產部署，那也是樂觀的估計了。雖然ZFS名義上已經做好了準備，Sun還是有兩年時間可以認真地推廣ZFS。"
Red Hat已完成整合
Red Hat已經將這些新的文件系統整合進自己的產品。Fedora就是Red Hat支持的開源Linux系統，該系統可以免費下載。Red Hat上個月發布了Fedora 11。Fedora 11是Red Hat Red Hat Enterprise Linux（RHEL）的技術基礎。BTRFS和ext4都包含在Fedora 11內。
Red Hat文件系統內核經理Ric Wheeler表示："ext4是Fedora 11缺省的文件系統，所有新用戶都會自動成為ext4用戶，除非他們選擇非缺省的文件系統。雖然Fedora 11也內置了BTRFS，但是由于BTRFS目前很大程度上還是實驗性質的文件系統，因此需要專門的啟動時間選項才能啟用，而且該系統不用于用戶的關鍵數據。"
Red Hat看起來樂意嘗試實驗性的文件系統，但是不會將賭注都押在一個文件系統上。雖然Fedora 11以ext4為基礎，但是Red Hat Enterprise Linux缺省使用的是ext3。此外，Fedora還支持其他的文件系統，比如XFS--Wheeler稱這個文件系統擁有豐富的功能而且經歷了嚴格的測試。RHEL目前的技術預演是ext4，而現在則根本不支持BTRFS。
Wheeler表示："RHEL采用了更為謹慎的步驟。Fedora的用戶或許希望獲得最新最前沿的功能，但是我們的RHEL客戶群則要求更為成熟的技術。"
他同時指出ext4和BTRFS這兩種新的Linux文件系統都不是Red Hat的Global File System（GFS：全局文件系統）的直接競爭對手。GFS為高可用性集群提供了構建基石，以便讓多個服務器可以并行地讀取和寫入同一個文件系統。這樣的并行操作通常是直接在共享的存儲光纖架構上進行，比如光纖通道。BTRFS和ext4，甚至ZFS都不支持集群功能。因此RHEL將ext3用于非集群工作負荷，將GFS用于集群用戶的工作負荷。
Wheeler表示："選擇哪種文件系統要根據不同情況而定。隨著ext4和BTRFS的成熟，我們將逐步掌握這兩種文件系統最適合哪種企業工作負荷。文件系統的用戶都可以測試文件系統，并根據專門的工作負荷來調整文件系統，他們還可以參與文件系統的開發流程。"
他對BTRFS尤其熱心，認為明年開始BTRFS就可以被一些專門用戶用于生產用途。
Wheeler表示："BTRFS的亮點在于這些新功能使得文件系統可以動態地自我調整，以適應各種類型的存儲設備，比如SSD設備或大型RAID陣列。"
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