Le système d’exploitation Linux prend en charge une large gamme de systèmes de fichiers. Dans cet article, nous discuterons des avantages et des inconvénients de l’utilisation du système de fichiers Btrfs.
Contenu
- Qu'est-ce que le système de fichiers Btrfs?
- Les fonctionnalités du système de fichiers Btrfs
- La structure du système de fichiers Btrfs
- Les principaux inconvénients du système de fichiers Btrfs
- Fonctionnalités de récupération du système de fichiers Btrfs
- Comment ouvrir un disque Btrfs sous Windows?
- Les meilleures alternatives au système de fichiers Btrfs?
Qu’est-ce que le système de fichiers Btrfs?
Btrfs est un système de fichiers relativement nouveau pour les systèmes d’exploitation de type UNIX qui possède de nombreuses fonctionnalités modernes et offre des performances élevées en même temps.
Le système de fichiers Btrfs a été initialement développé comme une alternative à ZFS. La raison en est que ZFS est développé par Sun Microsystems et est donc distribué sur une base propriétaire. Cela va à l’encontre de la philosophie de Linux, qui est disponible gratuitement. L’objectif principal était de combler les nombreuses faiblesses des systèmes de fichiers Linux et de rendre l’administration de Btrfs aussi facile que possible.
La première version du système de fichiers Btrfs remonte à 2007. Il a été introduit par Oracle. Comme de nombreux autres systèmes de fichiers, Btrfs utilisait des adresses de bloc pour stocker des informations. Cependant, la structure de métadonnées stockant les adresses de bloc était organisée sous forme d’arbres B.
L’innovation la plus importante était que maintenant, lorsque des modifications sont apportées au fichier, ce n’est pas tout le fichier qui est modifié, mais seulement la partie qui contient les modifications.
L’utilisation de l’arbre B permet de mettre en œuvre la méthode « copy-on-write« , qui est basée sur l’utilisation d’une copie de tous les blocs de données lors de la lecture des informations. Grâce à cette approche, les performances du système de fichiers sont considérablement améliorées. Dans certains cas, elles sont même plus rapides que dans Ext4. De plus, une telle structure permet de réaliser des instantanés du système de fichiers sans dégradation des performances.
Le système de fichiers Btrfs est en développement actif de nos jours et de plus en plus souvent, il y a des nouvelles sur Internet sur la possibilité d’utiliser Btrfs au lieu de Ext4 dans de nouvelles distributions Linux. C’est la raison pour laquelle ce système de fichiers attire de plus en plus l’attention tant des professionnels que des utilisateurs réguliers de Linux.
Les fonctionnalités du système de fichiers Btrfs
La structure en arbres B permet aux développeurs d’introduire de nombreuses fonctionnalités modernes qui manquent, par exemple, dans Ext4. Parmi les plus significatives, on peut citer:
1) La taille maximale des fichiers pouvant être écrits a considérablement augmenté. Elle est maintenant de 16 exaoctets (au lieu de 1 exaoctet dans Ext4);
2) La possibilité de créer des instantanés sans perte de performance. Les utilisateurs peuvent désormais créer des instantanés en lecture ou en écriture;
3) La capacité de vérifier l’intégrité du système de fichiers sans le démonter. Dans Btrfs, la vérification de l’intégrité est effectuée avec quelques commandes;
4) Il existe un nouveau processus en arrière-plan, dont la tâche principale est de détecter et de corriger les erreurs. Le même processus défragmente et déduplique automatiquement les données;
5) Le nombre d’inodes est alloué dynamiquement. Cela signifie que vous ne rencontrerez jamais une situation où vous avez de l’espace libre sur un disque, mais vous ne pouvez pas créer de fichier en raison d’un manque d’inodes libres.
6) Utilisation de sommes de contrôle pour les données et les métadonnées. L’algorithme crc32 est utilisé pour les calculer. Cette approche vous permet de détecter rapidement les corruptions de blocs;
7) Btrfs est entièrement optimisé pour l’installation et le fonctionnement sur les SSD. Le type de disque est détecté automatiquement et les paramètres correspondants du système de fichiers sont appliqués;
8) Il est maintenant possible de mettre en œuvre des configurations multi-disques complexes. C’est-à-dire que vous pouvez maintenant créer une sorte d’analogie de RAID 0, 1, 5, 6 ou 10 en utilisant les possibilités du système de fichiers. Les niveaux 5 et 6 sont encore à l’étape expérimentale. À l’avenir, il est également prévu de mettre en œuvre une redondance pour les fichiers et les dossiers individuels.
9) La prise en charge de la compression a été implémentée. Zlib et LZO sont utilisés pour cela;
10) Prise en charge des sous-volumes;
Les développeurs ont mis beaucoup d’efforts dans Btrfs. Cela leur a permis de créer un système de fichiers assez efficace, qui a déjà été implémenté dans de nombreuses distributions Linux, à un niveau expérimental. Ainsi, il y a une forte possibilité que Btrfs soit bientôt utilisé de manière permanente dans Linux.
La structure du système de fichiers Btrfs
La structure du système de fichiers Btrfs est un peu différente des systèmes de fichiers conventionnels. Schématiquement, cela ressemble à ceci:
Ce schéma doit être vu de bas en haut. Tout d’abord, nous pouvons voir les blocs de mémoire que le système de fichiers a alloués dans l’ordre approprié. Ensuite, ils sont combinés en un certain espace d’adressage logique. C’est-à-dire qu’à ce niveau, chaque bloc se voit attribuer une adresse.
Ensuite, les métadonnées et les étendues sont utilisées, qui sont adressées au niveau logique. À ce niveau, la redondance est également mise en œuvre (une sorte d’analogie de RAID 0, 1, 5, 6, 10).
Le niveau avant-dernier est celui des sous-volumes. L’encapsulation des couches inférieures se produit à ce niveau. Cela permet d’afficher les données de la manière à laquelle nous sommes tous habitués – sous forme de fichiers et de dossiers.
La couche supérieure est celle où les données utilisateur sont déjà sous leur forme normale.
Les utilisateurs plus expérimentés ont peut-être remarqué que Btrfs n’utilise pas de super-bloc, ni aucun autre élément familier du système de fichiers. La raison en est qu’il utilise mieux l’espace disque libre du disque et améliore les performances du système de fichiers.
Malgré tous les avantages du système de fichiers Btrfs, il présente quelques inconvénients. Ils seront discutés dans le paragraphe suivant de cet article.
Les principaux inconvénients du système de fichiers Btrfs
La plupart des avantages du système de fichiers Btrfs ont déjà été mentionnés dans le deuxième paragraphe de cet article en tant qu’innovations. Il n’y a donc pas lieu de les rappeler une deuxième fois. Nous aimerions nous concentrer sur les principaux inconvénients de Btrfs, qui sont également assez nombreux:
- Niveau élevé de fragmentation des données – se produit en raison de l’utilisation de la technologie « copy-on-write ». Le plus souvent observé lors de la réécriture d’un grand nombre de petits blocs de données.
- Développement actif – bien que le système de fichiers Btrfs soit assez stable, il ajoute régulièrement de nouvelles fonctionnalités ou améliore les anciennes en raison de son développement actif. Cela peut entraîner des problèmes et une perte potentielle de données. Dans certains cas, après la mise à niveau de différentes fonctionnalités du système de fichiers, les programmes qui les utilisaient peuvent se comporter de manière incorrecte.
- Trop peu de documentation – bien que le système de fichiers Btrfs ait été publié il y a plus d’une décennie (en fait, il n’est qu’un an plus jeune que Ext4), il n’y a pas beaucoup de documentation pour le moment. Par conséquent, les utilisateurs peuvent avoir des questions auxquelles il n’est pas facile de répondre.
- Pour travailler avec des instantanés, il est préférable d’utiliser une utilité spéciale, car l’utilisation de la fonctionnalité standard de Linux ne fonctionne pas toujours correctement et peut entraîner une corruption des données.
Bien qu’il y ait beaucoup plus d’avantages que d’inconvénients, nous vous recommandons de bien réfléchir avant de commencer à utiliser le système de fichiers Btrfs. Cela évitera de nombreux problèmes à l’avenir.
Fonctionnalités de récupération du système de fichiers Btrfs
Dans le deuxième paragraphe de cet article, nous avons mentionné brièvement le travail avec les sous-volumes et les métadonnées. Examinons ces processus plus en détail.
Tout d’abord, il convient de mentionner que la possibilité de combiner plusieurs disques en un seul espace logique (une sorte d’analogie LVM) permet de faire de la mise en miroir à la fois pour les métadonnées et les sous-volumes. Cette option est configurable lors de la création du système de fichiers.
Mais le point suivant est le suivant: si l’utilisateur a configuré la mise en miroir des métadonnées – en cas de corruption de fichier ou de structure de système de fichiers, l’une des copies sera utilisée comme source pour la récupération de données. Mais surtout, étant donné que les métadonnées sont beaucoup plus petites que les données de l’utilisateur, il n’y a pratiquement pas de dégradation des performances.
Alors qu’un tableau RAID 1 classique écrira à la moitié de la vitesse d’un disque classique, avec Btrfs, vous ne subirez pratiquement aucune dégradation des performances.
En plus de RAID 1, vous pouvez utiliser tous les types de RAID classiques.
Pour choisir un type de RAID pour vos sous-volumes, lisez l’article « Qu’est-ce que les tableaux RAID et comment les utiliser?« . Vous y trouverez beaucoup d’informations utiles sur ce sujet.
Un autre point important est l’utilisation de sommes de contrôle pour les données de l’utilisateur et les métadonnées. Lors de la lecture d’un fichier, Btrfs les analyse constamment et en cas de la moindre incohérence avec l’une des copies de métadonnées, le système restaurera automatiquement l’information.
Ainsi, le système de fichiers Btrfs vous permet de détecter efficacement les dommages cachés et de réparer les fichiers corrompus.
Comment ouvrir un disque Btrfs sous Windows?
Il n’est pas rare que les utilisateurs de Linux aient besoin d’ouvrir une clé USB ou un disque dur amovible sous un système d’exploitation Windows, que ce soit pour une simple copie de fichiers ou pour des tâches plus spécifiques. Cependant, dans tous les cas, une erreur s’affiche lorsque vous connectez un disque avec le système de fichiers Btrfs.
La raison en est que Windows ne peut par défaut reconnaître que trois types de systèmes de fichiers: NTFS, FAT (16, 32) et exFAT. Il ne comprend pas tous les autres.
Cependant, il existe plusieurs façons relativement simples d’ouvrir un disque Btrfs sous Windows.
La première (et la plus correcte) consiste à utiliser le programme RS Partition Recovery. Tout ce dont vous avez besoin est d’installer le programme. Ensuite, vous pouvez immédiatement travailler avec le disque Btrfs. Tout est extrêmement simple.
RS Partition Recovery est très facile à utiliser et ne nécessite pas beaucoup de ressources informatiques.
Mais surtout, RS Partition Recovery vous permet de récupérer des données perdues. Si vous supprimez accidentellement un fichier important ou formatez un disque, vous pourrez récupérer des informations importantes sans aucun problème.
En outre, RS Partition Recovery prend en charge TOUTES les systèmes de fichiers modernes, vous pourrez donc ouvrir presque tous les disques sous Windows. Quel que soit le type de système de fichiers.
Tous les éléments ci-dessus font du programme RS Partition Recovery un outil universel qui devrait être dans l’arsenal de chaque utilisateur.
La deuxième méthode consiste à installer un pilote spécial qui lira le système de fichiers Btrfs. Il existe actuellement deux pilotes de différents fabricants, WinBtrfs et Btrfs for Windows.
Ces deux pilotes fonctionnent, bien qu’à faible vitesse. Mais le principal inconvénient de cette méthode est que ces pilotes entrent souvent en conflit avec les pilotes de périphériques Windows.
Ainsi, assez souvent, au lieu de prendre en charge le système de fichiers Btrfs, les utilisateurs se retrouvent avec un Windows non fonctionnel. De plus, il n’est pas rare qu’un conflit de pilotes entraîne un dysfonctionnement du système avec un disque Btrfs et corrompe les données.
Parfois, il est vraiment difficile de restaurer la fonctionnalité de Windows, et la dernière solution consiste à réinstaller complètement Windows. Cela entraîne généralement une perte de données sur le disque C:.
C’est pourquoi nous recommandons d’utiliser la première méthode car elle est plus efficace et plus sûre.
Les meilleures alternatives au système de fichiers Btrfs?
Bien que le système de fichiers Btrfs offre des performances élevées et possède toutes les fonctionnalités modernes, de nombreuses personnes ont encore peur de l’utiliser, arguant que la fiabilité est bien plus importante que les performances.
Il convient de mentionner qu’aujourd’hui, Btrfs est assez fiable et a été ajouté à de nombreuses distributions Linux au niveau de test. Si cela ne vous convainc pas, alors la meilleure alternative à Btrfs pour un usage domestique est Ext4.
C’est une solution éprouvée, et tout le monde sait à quoi s’attendre. Mais vous devrez sacrifier de nombreuses fonctionnalités modernes, y compris certaines des fonctionnalités de sécurité que Btrfs possède.
Si nous parlons d’un serveur, alors la meilleure alternative est le système de fichiers ZFS. Dans ce cas, vous devrez apprendre de nombreuses commandes et utilitaires pour l’utiliser. Sinon, vous ne pourrez pas l’utiliser à son plein potentiel.
Vous devriez donc considérer toutes les options soigneusement pour choisir celle qui convient le mieux à vos besoins.
Nous espérons avoir pu vous aider à choisir un système de fichiers à utiliser de la manière la plus simple possible.
