Los sistemas de archivos son esenciales para almacenar y organizar datos en el entorno actual, donde las necesidades de almacenamiento de datos son cada vez mayores. Un sistema de archivos que ha ganado popularidad en los últimos años es el sistema de archivos XFS. En este artículo se analiza lo queSistema de archivos XFSes, cómo funciona y qué la hace única.
Contenido
¿Qué es el sistema de archivos XFS?
XFS es un sistema de archivos de alto rendimiento desarrollado originalmente por Silicon Graphics para su sistema operativo IRIX. Desde entonces, se ha adaptado a varios otros sistemas operativos, incluyendo Linux, y se ha convertido en una elección popular para sistemas de almacenamiento de alta gama. Aunque no es un sistema de archivos ampliamente utilizado, XFS es particularmente popular en distribuciones basadas en Red Hat. Se encuentra comúnmente en dispositivos NAS preconfigurados producidos por vendedores como NetGear, LaCie y TeraStation.
XFS ganó popularidad cuando se introdujo porque podía gestionar eficazmente dispositivos de mayor capacidad y organizar rápidamente grandes cantidades de datos. Utiliza una arquitectura basada en registros para garantizar la consistencia del sistema de archivos en caso de bloqueos del sistema o cortes de energía. Cualquier cambio en el sistema de archivos se escribe primero en un registro antes de ser escrito en el sistema de archivos real.
En caso de un bloqueo o corte de energía, el sistema de archivos puede ser restaurado rápidamente y de manera fácil a un estado consistente mediante la reproducción del registro. A medida que aumentaba el volumen de datos, otros sistemas de archivos tenían dificultades para manejar la creciente cantidad de metadatos. Sin embargo, XFS pudo gestionar eficientemente los extensos metadatos, lo que ha llevado a la adopción de muchas características de XFS en los sistemas de archivos actuales.
Características del sistema de archivos XFS
El sistema de archivos XFS tiene varias características notables, algunas de las cuales se comentan a continuación:
- MultCloudAlmacenamiento de archivos:XFS permitía almacenar archivos normales de gran tamaño. Además, XFS maneja el crecimiento de los metadatos del sistema de archivos sin afectar el rendimiento.
- Acceso a MultCloudFile: Independientemente del tamaño o el número de archivos, los usuarios pueden acceder a ellos rápidamente y sin esfuerzo. Esto se debe a la técnica del árbol equilibrado B-tree utilizada por el sistema de archivos. Este sistema le permite asignar rápidamente espacio en disco. También facilita al sistema de archivos localizar cada archivo en el disco.
- MultCloudEscalabilidad:XFS puede gestionar sistemas de archivos extremadamente grandes y admite archivos de hasta 8 exabytes. También proporciona asignación dinámica de inodos, lo que permite un uso eficiente del espacio de almacenamiento y lo hace altamente escalable.
- MultCloudAsignación retardada: Una de las características más sorprendentes del sistema de archivos XFS es su uso de la asignación retardada. Es una característica que ayuda a reducir la fragmentación de archivos al retrasar la asignación de espacio en disco hasta que sea necesario. Ayuda a mejorar el rendimiento general del sistema de archivos y a reducir la fragmentación del disco.
Ventajas y desventajas del uso de XFS
XFS es un sistema de archivos de alto rendimiento, escalable y confiable que ofrece características avanzadas para aplicaciones a nivel empresarial. Si bien muestra muchas ventajas, también existen posibles inconvenientes. Aquí tienes algunos pros y contras del uso de XFS:
Ventajas
La fragmentación y dispersión de archivos se han reducido. XFS realiza todos los esfuerzos necesarios para mantener los archivos lo más cerca posible entre sí. Puede distribuir eficientemente rangos libres de bloques adyacentes gracias al concepto de extensiones, y los árboles B+ facilitan la búsqueda de extensiones libres. Si existen "agujeros" en un archivo, XFS los omitirá en lugar de desperdiciar espacio de almacenamiento en bloques vacíos.
XFS admite diversos dispositivos de almacenamiento y cuenta con gestión de volúmenes. Al crear un sistema de archivos para una matriz de discos en banda, se puede especificar el tamaño de cada unidad de banda y el número de unidades por banda. XFS utilizará esta información para almacenar los datos siguiendo las especificaciones de almacenamiento, lo que mejora el rendimiento.
Está diseñado para proporcionar acceso paralelo. Como se mencionó anteriormente, divide el espacio de almacenamiento en grupos de asignación autónomos. Cada grupo de asignación actúa casi como un sistema de archivos independiente, controlando su uso de espacio y escribiendo sus metadatos. Como resultado, estos grupos de asignación pueden ser abordados simultáneamente por el kernel, y muchos procesos paralelos no afectan el rendimiento.
XFS utiliza el registro en diario de metadatos para facilitar la recuperación tras fallos del sistema o apagones. Si se pierden datos de usuario, existe una buena probabilidad de que se puedan recuperar utilizando herramientas de recuperación de datos externas.
Ventajas
XFS no utiliza sumas de comprobación Como resultado, no puede garantizar que los datos contenidos en él siempre estén intactos. Algunos archivos pueden corromperse silenciosamente y los bits dañados pueden notarse solo cuando ya es demasiado tarde, lo que resulta en una pérdida significativa de datos.
A diferencia de sus estructuras internas, XFS no registra ninguna modificación de datos de usuario. Como resultado, un cierre inesperado del sistema operativo puede resultar en la pérdida de información de archivos recién creados o actualizados. Por otro lado, no existe ninguna opción para desactivar completamente el registro en el diario, lo que puede reducir la vida útil de los dispositivos de estado sólido.
Este sistema de archivos no puede afirmar una compatibilidad generalizada. Debido a que sistemas operativos como Windows y macOS no tienen soporte nativo para XFS, esto puede ser un problema al utilizar un dispositivo externo o un sistema de arranque dual.
Estructura básica del sistema de archivos XFS
XFS está organizado de forma orientada a la extensión. En lugar de dividir su espacio en bloques discretos, lo divide en unidades contiguas de longitud variable, conocidas como extensiones. XFS se esfuerza por mantener su número lo más bajo posible e intenta fusionar las extensiones a medida que el archivo crece.
El sistema de archivos puede dividirse en tres partes distintas:
- Sección de datos
La parte de datos comprende metadatos del sistema de archivos, así como datos de archivos de usuario. El espacio de almacenamiento se divide aún más en grupos de asignación (allocation groups) iguales. Un grupo de asignación puede ser tan pequeño como 16 MB y tan grande como 1 TB. Cada grupo de asignación tiene completa autonomía sobre el uso del espacio dentro de sus límites. Como resultado, los procesos concurrentes pueden realizar asignaciones en paralelo en todo el sistema de archivos sin interferir entre sí.
Se utiliza un mecanismo similar para llevar un registro de las extensiones de archivos. Además de su dirección y longitud en bloques, el descriptor de cada extensión comprende la posición lógica desde el inicio del archivo y una bandera que identifica una extensión como preasignada pero que aún no ha sido escrita.
Los descriptores de las extensiones suelen registrarse como un conjunto lineal incrustado en el inodo del archivo. Sin embargo, si el número de extensiones es demasiado grande, se indexan utilizando otro árbol B+, cuya raíz se encuentra en el inodo del archivo.
Para aumentar el rendimiento de escritura y evitar la fragmentación del sistema de archivos, XFS utiliza la asignación retardada. Se crea inicialmente una extensión virtual en la memoria y se reserva el espacio necesario en el sistema de archivos para ello. Sin embargo, la ubicación exacta de los datos permanece incierta hasta que XFS decide escribirlos. Como resultado, algunos archivos temporales de corta duración pueden nunca ser asignados a bloques de almacenamiento reales.
- Sección de registro (diario)
Esta sección almacena los cambios en los metadatos del sistema de archivos. Cada entrada de registro de elemento estructural contiene la información de encabezado que lo describe, así como una copia de la nueva imagen de este elemento tal como debería aparecer en el disco. El elemento de registro se conserva hasta que las modificaciones se confirmen en la sección de datos. El registro se puede recuperar en caso de fallo para reanudar operaciones pausadas y restaurar la coherencia del sistema de archivos. Dependiendo del arreglo, esta parte puede estar alojada dentro de la sección de datos o externamente en un dispositivo diferente para aumentar la velocidad/confiabilidad.
- Sección en tiempo real
Esta parte opcional contiene únicamente los datos de los archivos en tiempo real, que tienen altos requisitos de velocidad de E/S. A menudo se almacena en un dispositivo de almacenamiento dedicado de alto rendimiento. Esta porción se divide en varios segmentos de tamaño fijo. Hace la asignación de forma más directa. Se utiliza un mapa de bits lineal para manejarlo y se utiliza una matriz bidimensional para indexar el espacio abierto.
Recuperación de datos en el sistema de archivos XFS de Linux.
Aunque XFS cuenta con tecnología de registro que garantiza una recuperación rápida, a veces puede ocurrir la pérdida de datos debido a eliminaciones accidentales, formateo de disco u otras razones. Un software profesional de recuperación de datos comoWondershare Recuperarpuede ayudartea borrar tus archivos XFSen estos casos. Wondershare Recoverit es un software popular de recuperación de datos que puede recuperar varios formatos de archivos de dispositivos de almacenamiento, incluido el sistema de archivos XFS de Linux.
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Pasos para recuperar en Linux XFS sistema de archivos
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- Paso 2. Localice las opcionesNAS y Linux en la barra lateral y seleccioneLinux Recovery Rellene la información del servidor Linux como se indica y, a continuación, haga clic enConectarpara iniciar la recuperación.
- Paso 3. Recoverit comenzará a escanear automáticamente la ubicación especificada. El tamaño y la capacidad de almacenamiento de datos del dispositivo determinan la rapidez del procedimiento de escaneado. Sin embargo, ahora puede acelerar el proceso utilizando criterios como la fecha de modificación, el tipo de archivo, etc.
- Paso 4. Después del procedimiento de escaneo, puedes previsualizar los archivos recuperados para comprobar si son los archivos que estás buscando. Tras examinar los archivos, selecciona los que quieras recuperar y pulsa el botónRecuperarpara empezar a recuperar tus archivos del sistema de archivos XFS de Linux.
Para Windows 7 o posterior
Para macOS 10.10 o posterior
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Comparación de sistemas de archivos Linux: XFS vs. EXT4 vs. BTRFS
XFS, EXT4 y BTRFS son sistemas de archivos comúnmente utilizados en sistemas operativos basados en Linux. He aquí algunas diferencias clave entre ellos:
XFS es un sistema de archivos de alto rendimiento que fue desarrollado originalmente por Silicon Graphics. Soporta sistemas de archivos grandes y proporciona una excelente escalabilidad y confiabilidad. XFS se utiliza con frecuencia en computación de alto rendimiento, almacenamiento y aplicaciones multimedia. XFS puede ser útil al tratar con archivos enormes, como almacenamiento de datos masivos, proyectos científicos a gran escala o iniciativas empresariales intensivas en datos, entre otros.
Mientras tanto,EXT4 file system es un sistema de archivos tradicional que ha sido el sistema de archivos por defecto de muchas distribuciones Linux durante años. XFS tiene un buen rendimiento y estabilidad, pero carece de algunas características avanzadas de los sistemas de archivos más nuevos. A pesar de sus limitaciones significativas en cuanto a capacidad, EXT es una tecnología bastante confiable y duradera con la que trabajar. Como resultado, EXT es la mejor opción para las demandas de SOHO (Pequeña Oficina / Oficina en Casa) y proyectos que requieren un rendimiento constante.
Por último, el sistema de archivos BTRFSes un sistema de archivos más reciente desarrollado por Oracle. Está diseñado para proporcionar una variedad de características avanzadas y escalabilidad. BTRFS es ideal para organizaciones grandes que desean un sistema de archivos fácil de gestionar; también es apropiado para tecnologías y proyectos que no requieren una tolerancia a fallos significativa.
En general, XFS es una buena elección para aplicaciones de gran escala y alto rendimiento, mientras que EXT es una opción estable y confiable para la mayoría de las aplicaciones de propósito general. BTRFS es un sistema de archivos más reciente con una variedad de características avanzadas, lo que lo convierte en una buena elección para aplicaciones de gran escala y alta intensidad de datos.
Veredicto
En general, el sistema de archivos XFS es altamente confiable y eficiente, y es adecuado para su uso en sistemas de bases de datos y almacenamiento a gran escala. XFS ofrece una variedad de características avanzadas, como el soporte para archivos y sistemas de archivos de gran tamaño, grupos de asignación para la asignación de espacio en disco y la capacidad de redimensionar los sistemas de archivos en línea. Además, XFS incorpora tecnología de registro en diario para una rápida recuperación en caso de fallo del sistema.
Si bien existen algunas limitaciones y posibles desventajas de utilizar XFS, como su soporte limitado para algunas distribuciones de Linux y su potencial de rendimiento más lento en archivos pequeños, sus beneficios generalmente superan estas desventajas. En general, el sistema de archivos XFS es una buena elección para organizaciones y usuarios que requieren soluciones de almacenamiento confiables y de alto rendimiento.