2021年に最高のLinuxファイルシステムは何ですか？

Linuxシステムをインストールするためにハードディスクをフォーマットするときは、使用するのに最適なLinuxファイルシステムを決定する必要があります。 2021年に、最も人気のあるオプションはEXT4です。しかし、それは最良のものですか、そしてあなたが選択肢を持っているなら、あなたはそれらを選ぶべきですか？ （可能な）オプションを見てみましょう。

EXT4

「FourthExtendedFilesystem」は、EXT2およびEXT3と完全な下位互換性があり、ほとんどのLinuxディストリビューションの標準と見なされており、以前のディストリビューションと同じくらい人気があります。

ジャーナリングをサポートし、システムのクラッシュや電源の喪失によるデータの損失を（可能な限り）防止するため、今日利用できる最も安全で安定したオプションの1つです。

その最も重要な機能の2つは、「エクステント」と「遅延割り当て」です。これらは、データがストレージメディアに書き込まれる方法をスマートに管理して、パフォーマンスを向上させ、断片化を減らします。

BtrFS

「b-treeファイルシステム」は、当初Oracleによって設計され、人気が高まり続けており、多くの人がEXT王朝の真の後継者と見なしています。

Btrfsには、自動デフラグや透過圧縮などの高度な機能が付属しています。これはコピーオンライトアプローチに従い、既存のものに影響を与える（「シャドウイング」）のではなく、データとメタデータの新しい反復を保存します。これにより、ファイルシステムのさまざまな状態のスナップショットだけでなく、簡単なレプリケーション、移行、および増分バックアップも可能になります。オンラインおよびオフラインのファイルシステムチェックにより、データ損失の可能性がさらに減少します。

BtrFSはネイティブでRAIDをサポートしていますが、一般的なソフトウェアRAIDストライピングやハードウェアブロックミラーリングのアプローチには準拠していません。代わりに、あるデバイスの各ブロックが別のデバイスにコピーを持ち、すべてのデータのCRCを保持することを保証します。したがって、障害が発生した場合は、バックアップとチェックサムから情報を取得して、破損したデータや欠落しているデータを再構築できます。

BtrFSは、機械式HDDには役立つが、SSDを消耗させる可能性のある機能を自動的に無効にするため、「SSD対応」でもあることに注意してください。

XFS

XFSは、3Dグラフィックスのレンダリングを専門とするグラフィックスワークステーションのために、ほぼ30年前にSiliconGraphicsによって作成されました。

そのため、XFSは、常にデータの読み取りと書き込みを行うシステムにとって最良のオプションの1つです。 「割り当てグループ」（独自のiノードと空き領域を含むファイルシステムの一部）を使用することで、複数のスレッドが同時にデータの読み取りと書き込みを並行して行うことができます。遅延割り当て、動的に割り当てられたiノード、および高度な先読みアルゴリズムのサポートにより、特に最大数百TBのサイズの大規模ストレージプールで優れたパフォーマンスを実現できます。

ただし、ジャーナリングのサポートは、最新の代替手段と比較して制限されており、間違いなくデータが失われる傾向があります。また、「Pictures」フォルダから大量の写真を削除する場合など、より一般的な日常のシナリオやほとんどがシングルスレッドのシナリオでは、適切に縮小されません。つまり、独自のデータセンターをセットアップしている場合は素晴らしいのですが、通常の個人的な使用には適していない可能性があります。

F2FS

（比較的）新しいファイルシステムの1つである「Flash-FriendlyFile System」は、フラッシュベースのストレージで使用するのに最適なオプションの1つです。

当初Samsungによってその目的で作成された、F2FSは、記憶媒体を小さなパーツに分割し、小さなパーツも含むゾーンなどを含み、同じものを再利用する代わりに、それらの多くを使用しようとします。 TRIM / FITRIMのサポートと組み合わせると、これにより、書き込み回数が制限されているフラッシュベースのメディアに対応しやすくなります。

F2FSの機能を深く掘り下げても意味がありません。速度やデータのセキュリティに関する限り、他のすべての方法と比べて何も優れていないためです。また、他のすべてのファイルシステムに優れた機能が備わっている一般的なメディアで使用する場合も同様です。セットする。ただし、明示的に作成されたフラッシュベースのストレージについて話すと、話は変わります。

OpenZFS / ZFS

OpenZFSは、SunのSolarisに最初に登場したZettabyteファイルシステム（ZFS）のフォークです。 2010年までは、ライセンスの問題により、ZFSは主にFUSEを介してLinuxで使用できました。その開発が開始されたのは2010年以降であり、2016年にUbuntuはデフォルトでオープンソースバージョンをサポートしていました。それ以来、人々が「ZFS」と呼ぶとき、彼らは通常、Solaris ZFSではなくオープンバリアントについて話します。これも進化を続けていますが、並列パス上にあります。

ZFSは、ファイルシステムとボリュームマネージャーを組み合わせるという点で、他のすべての方法とは異なります。そのため、ファイルやディレクトリだけでなく、それらが存在する物理メディアも管理します。このおかげで、すべてのストレージデバイスを単一のリソースとして扱われるプールに割り当てることができます。スペースが足りなくなった場合は、このプールに新しいストレージを追加して拡張し、ZFSに詳細を処理させることができます。

メディア自体を管理することにより、ZFSはRAIDのサポートにも優れています。ほとんどのタイプ（RAID 0、2、5など）のRAIDアレイをセットアップできますが、「RAIDZ」のアプローチを使用することもできます。通常のRAIDアレイとは異なり、RAIDZは、含まれるドライブ間に可変幅のストライプを使用するため、停電後のデータ損失に対する耐性が向上します。

ZFSはまた、既存のデータを変更する代わりに、古いバージョンと新しいバージョンの間の変更（「デルタ」）のみを保存するコピーオンライトアプローチに従います。これにより、多くのスペースを占有することなく、バックアップまたはスナップショットとして機能できる、データの複数のコピーの透過的でスマートなストレージが可能になります。ユーザーは、ファイルシステムの以前の状態に戻って変更を元に戻すか、またはその逆を行うことができます。つまり、すべての変更を既存のデータのクローンにプルします。

これらは、少なくとも理論的には、データ損失の可能性をほぼ排除するのに役立つ機能の一部です。

JFS

IBMのジャーナリングファイルシステムは、ジャーナリングをサポートした最初のファイルシステムの1つであり、データ損失の可能性を減らしました。高い読み取り/書き込みパフォーマンスを提供することを目的として、他の多くの最新の代替手段やXFSなどの割り当てグループと同様にエクステントを使用します。

単一の機能に優先順位を付けないことで、さまざまなニーズに対応するさまざまなワークロードで優れた機能を発揮します。残念ながら、これはまた、それが何にも優れていないことを意味します。さらに、ストレージ用のファイルシステムを選択するときに多くの人がネガティブと考える問題がいくつかあります。たとえば、ジャーナルの更新を無期限に遅らせることができ、データが失われる可能性が高くなり、ジャーナリングファイルシステムであるという事実がほぼ無効になります。サーバーや大規模なデータベースで最もよく使用される並列書き込みには優れていますが、より一般的なデスクトップの使用シナリオではEXT4よりもパフォーマンスが低下します。

これらがおそらく、他のファイルシステムほど人気が​​ない理由です。他のファイルシステムは、パフォーマンスが高速であるか、データ損失からの保護が強化されています。

どちらを使用する必要がありますか？

ほとんどのLinuxディストリビューションでEXT4がデフォルトの選択肢であるのには理由があります。試され、テストされ、安定しており、優れたパフォーマンスを発揮し、広くサポートされています。安定性を求めているなら、EXT4はあなたにとって最高のLinuxファイルシステムです。

ただし、やや成熟度の低いエコシステムに対処する必要があることを恐れていない場合は、BtrFSの方が適している可能性があります。

データ損失の可能性をほぼ完全に排除したいサーバーの使用と安定性がゲームの名前である場合は、ZFSを調べることをお勧めします。しかし、それを実際に利用するには、たくさんの読書の準備をしてください。ありがたいことに、初期設定をお手伝いできます。

フラッシュメディアの場合、デフォルトではF2FSが最適なオプションです。

どちらのファイルシステムを選択する場合でも、既存のコンテンツをほとんど回復不能にする場合は、事前にHDDを完全に消去することを忘れないでください。