El sistema operativo Linux soporta una amplia gama de sistemas de archivos. En este artículo, discutiremos las ventajas y desventajas de usar el sistema de archivos Btrfs.
Contenido
- ¿Qué es el sistema de archivos Btrfs?
- Las características del sistema de archivos Btrfs
- La estructura del sistema de archivos Btrfs
- Las principales desventajas del sistema de archivos Btrfs
- Funciones de recuperación del sistema de archivos Btrfs
- ¿Cómo abrir una unidad Btrfs en Windows?
- ¿Cuáles son las mejores alternativas al sistema de archivos Btrfs?
¿Qué es el sistema de archivos Btrfs?
Btrfs es un sistema de archivos relativamente nuevo para sistemas operativos tipo UNIX que tiene muchas características modernas y proporciona un alto rendimiento al mismo tiempo.
El sistema de archivos Btrfs se desarrolló originalmente como una alternativa a ZFS. La razón es que ZFS es desarrollado por Sun Microsystems y, por lo tanto, se distribuye de manera propietaria. Esto va en contra de la filosofía de Linux, que está disponible de forma gratuita. El objetivo principal era superar las muchas debilidades que tenían los sistemas de archivos de Linux y hacer que la administración de Btrfs fuera lo más fácil posible.
La primera versión del sistema de archivos Btrfs data de 2007. Fue presentado por Oracle. Como muchos otros sistemas de archivos, Btrfs utilizaba direcciones de bloque para almacenar información. Sin embargo, la estructura de metadatos que almacenaba las direcciones de bloque estaba organizada en forma de árboles B.
La innovación más importante fue que ahora, cuando se realizan cambios en el archivo, no se cambia todo el archivo, sino solo la parte que contiene los cambios.
El uso del árbol B permite implementar el método «copia en escritura«, que se basa en el uso de una copia de todos los bloques de datos al leer información. Debido a este enfoque, el rendimiento del sistema de archivos se incrementa significativamente. En algunos casos, es incluso más rápido que en Ext4. Además, dicha estructura permite hacer instantáneas del sistema de archivos sin degradación del rendimiento.
El sistema de archivos Btrfs se está desarrollando activamente en la actualidad y cada vez hay más noticias en Internet sobre la posibilidad de usar Btrfs en lugar de Ext4 en nuevas distribuciones de Linux. Es la razón por la que este sistema de archivos está recibiendo cada vez más atención tanto entre los profesionales como entre los usuarios regulares de Linux.
Las características del sistema de archivos Btrfs
La estructura de árboles B permite a los desarrolladores introducir muchas características modernas que faltan, por ejemplo, en Ext4. Entre las más significativas se encuentran las siguientes:
1) El tamaño máximo de archivo escribible ha aumentado notablemente. Ahora es de 16 exabytes (en lugar de 1 exabyte en Ext4);
2) La posibilidad de crear instantáneas sin pérdida de rendimiento. Los usuarios ahora pueden crear instantáneas de lectura o escritura;
3) Capacidad para verificar la integridad del sistema de archivos sin desmontarlo. En Btrfs, la verificación de integridad se realiza con unos pocos comandos;
4) Hay un nuevo proceso en segundo plano, cuya tarea principal es detectar y corregir errores. El mismo proceso desfragmenta y deduplica automáticamente los datos;
5) El número de inodos se asigna dinámicamente. Esto significa que nunca te encontrarás en una situación en la que tengas espacio libre en un disco, pero no puedas crear un archivo debido a la falta de inodos libres.
6) Uso de checksums tanto para datos como para metadatos. Se utiliza el algoritmo crc32 para calcularlos. Este enfoque permite detectar rápidamente las corrupciones de bloques;
7) Btrfs está completamente optimizado para instalarse y funcionar en SSDs. El tipo de unidad se detecta automáticamente y se aplican los parámetros correspondientes del sistema de archivos;
8) Ahora es posible implementar configuraciones complejas de múltiples discos. Es decir, ahora puedes crear algún análogo de RAID 0, 1, 5, 6 o 10 utilizando las posibilidades del sistema de archivos. Los niveles 5 y 6 todavía están en la etapa experimental. En el futuro, también se planea implementar redundancia para archivos y carpetas individuales.
9) Se ha implementado el soporte de compresión. Se utilizan Zlib y LZO para esto;
10) Soporte de subvolúmenes;
Los desarrolladores han puesto mucho esfuerzo en Btrfs. Esto les permitió crear un sistema de archivos bastante eficiente, que ya se ha implementado en muchas distribuciones de Linux, a nivel experimental. Por lo tanto, existe una alta posibilidad de que Btrfs se utilice permanentemente en Linux pronto.
La estructura del sistema de archivos Btrfs
La estructura del sistema de archivos Btrfs es un poco diferente de los sistemas de archivos convencionales. Esquemáticamente, se ve algo así:
Este esquema debe ser visto de abajo hacia arriba. Primero, podemos ver los bloques de memoria que el sistema de archivos ha asignado en el orden correspondiente. Después de eso, se combinan en algún espacio de direcciones lógicas. Es decir, en este nivel, a cada bloque se le asigna una dirección.
Luego, se utilizan metadatos y extensiones, que se direccionan en el nivel lógico. En este nivel, también se implementa la redundancia (algún análogo de RAID 0, 1, 5, 6, 10).
El penúltimo nivel son los subvolúmenes. En este nivel se produce la encapsulación de las capas inferiores. Esto permite mostrar los datos de la manera a la que todos estamos acostumbrados: como archivos y carpetas.
El nivel superior es donde los datos de usuario ya están en su forma normal.
Los usuarios más experimentados pueden haber notado que Btrfs no utiliza un superbloque ni ningún otro elemento familiar del sistema de archivos. La razón es que hace un mejor uso del espacio libre del disco y mejora el rendimiento del sistema de archivos.
A pesar de todas las ventajas del sistema de archivos Btrfs, tiene algunas desventajas. Se discutirán en el siguiente párrafo de este artículo.
Las principales desventajas del sistema de archivos Btrfs
La mayoría de las ventajas del sistema de archivos Btrfs ya se han mencionado en el segundo párrafo de este artículo como innovaciones. Por lo tanto, no tiene sentido volver a enumerarlas. Nos gustaría centrarnos en las principales desventajas de Btrfs, que también son bastante numerosas:
- Alto nivel de fragmentación de datos – se produce debido al uso de la tecnología «copia en escritura». Se observa con mayor frecuencia al sobrescribir una gran cantidad de bloques de datos pequeños.
- Desarrollo activo – aunque el sistema de archivos Btrfs es bastante estable, regularmente agrega nuevas funciones o actualiza las antiguas debido a su desarrollo activo. Esto puede provocar problemas y una posible pérdida de datos. En algunos casos, después de actualizar diferentes características del sistema de archivos, los programas que las usaban pueden comportarse incorrectamente.
- Poca documentación – aunque el sistema de archivos Btrfs se lanzó hace más de una década (de hecho, es solo un año más joven que Ext4), actualmente no hay mucha documentación. Por lo tanto, los usuarios pueden tener preguntas que no son fáciles de responder.
- Para trabajar con instantáneas, es mejor utilizar una herramienta especial, ya que el uso de la funcionalidad estándar de Linux no siempre funciona correctamente y puede provocar corrupción de datos.
Aunque hay muchas más ventajas que desventajas, recomendamos que lo piense detenidamente antes de comenzar a utilizar el sistema de archivos Btrfs. Esto evitará muchos problemas en el futuro.
Funciones de recuperación del sistema de archivos Btrfs
En el segundo párrafo de este artículo, mencionamos el trabajo con subvolúmenes y metadatos de pasada. Veamos estos procesos con más detalle.
En primer lugar, cabe mencionar que la posibilidad de combinar varios discos en un espacio lógico (una especie de análogo de LVM) permite la duplicación tanto de metadatos como de subvolúmenes. Esta opción es configurable al crear el sistema de archivos.
Pero el punto es el siguiente: si el usuario ha configurado la duplicación de metadatos, en caso de corrupción de archivos o de la estructura del sistema de archivos, una de las copias se utilizará como fuente para la recuperación de datos. Pero lo más importante es que, como los metadatos son mucho más pequeños que los datos del usuario, prácticamente no hay degradación del rendimiento.
Mientras que una matriz RAID 1 normal escribirá a la mitad de la velocidad de un disco normal, con Btrfs experimentará prácticamente ninguna degradación del rendimiento.
Además de RAID 1, se pueden utilizar todos los tipos clásicos de RAID.
Para elegir un tipo de RAID para sus subvolúmenes, lea el artículo «¿Qué son las matrices RAID y cómo utilizarlas?» Encontrará mucha información útil sobre este tema allí.
Otro punto importante es el uso de sumas de comprobación para los datos del usuario y para los metadatos. Al leer un archivo, Btrfs los analiza constantemente y en caso de la más mínima discrepancia, con una de las copias de los metadatos, el sistema automáticamente restaura la información.
Así, el sistema de archivos Btrfs permite detectar eficazmente los daños ocultos y reparar los archivos corruptos.
¿Cómo abrir una unidad Btrfs en Windows?
No es raro que los usuarios de Linux necesiten abrir una unidad flash o un disco duro extraíble en un sistema operativo Windows, ya sea para copiar archivos simples o para tareas más específicas. Pero, en cualquier caso, verá un error al conectar una unidad con el sistema de archivos Btrfs.
La razón es que Windows, por defecto, solo reconoce tres tipos de sistemas de archivos: NTFS, FAT (16, 32) y exFAT. No entiende todos los demás.
Sin embargo, hay varias formas relativamente fáciles de abrir una unidad Btrfs en Windows.
La primera (y más correcta) forma es utilizar el programa RS Partition Recovery. Todo lo que necesita es instalar el programa. Luego, puede trabajar con la unidad Btrfs de inmediato. Todo es muy sencillo.
RS Partition Recovery es muy fácil de usar y no requiere muchos recursos informáticos.
Pero lo más importante es que RS Partition Recovery le permite recuperar datos perdidos. Si elimina accidentalmente un archivo importante o formatea una unidad, podrá recuperar información importante sin problemas.
Además, RS Partition Recovery admite TODOS los sistemas de archivos modernos, por lo que podrá abrir casi cualquier unidad en Windows. Independientemente del tipo de sistema de archivos.
Todo lo anterior convierte al programa RS Partition Recovery en una herramienta universal que debería estar en el arsenal de cada usuario.
La segunda forma es instalar un controlador especial que leerá el sistema de archivos Btrfs. Actualmente, existen dos controladores de diferentes fabricantes, WinBtrfs y Btrfs for Windows.
Ambos controladores funcionan, aunque con baja velocidad. Pero la principal desventaja de este método es que a menudo estos controladores entran en conflicto con los controladores de dispositivos de Windows.
Por lo tanto, con bastante frecuencia, en lugar de soporte para el sistema de archivos Btrfs, los usuarios terminan con un Windows no funcional. Además, no es raro que un conflicto de controladores cause un mal funcionamiento del sistema con una unidad Btrfs y corrompa los datos.
A veces es realmente difícil restaurar la funcionalidad de Windows, y la última solución es reinstalar completamente Windows. Por lo general, esto conduce a la pérdida de datos en la unidad C:.
Es por eso que recomendamos utilizar el primer método, ya que es más eficiente y seguro.
¿Cuáles son las mejores alternativas al sistema de archivos Btrfs?
Aunque el sistema de archivos Btrfs proporciona un alto rendimiento y tiene todas las características modernas, muchas personas todavía tienen miedo de usarlo, argumentando que la confiabilidad es mucho más importante que el rendimiento.
Vale la pena mencionar que hoy en día Btrfs es bastante confiable y se ha agregado a muchas distribuciones de Linux a nivel de prueba. Si eso no te convence, entonces la mejor alternativa a Btrfs para uso doméstico es Ext4.
Es probado con el tiempo, y todos saben qué esperar. Pero tendrás que sacrificar muchas características modernas. Incluyendo algunas de las características de seguridad que tiene Btrfs.
Si estamos hablando de un servidor, entonces la mejor alternativa es el sistema de archivos ZFS. En este caso, tendrás que aprender muchos comandos y utilidades para usarlo. De lo contrario, no podrás usarlo a su máximo potencial.
Por lo tanto, debes considerar todas las opciones cuidadosamente para elegir la que mejor se adapte a tus necesidades.
Esperamos haber hecho que sea lo más fácil posible para que elijas un sistema de archivos para usar.
