Système de fichiers XFS : Manuel complet sur les performances et les fonctionnalités

Pour en savoir plus sur le système de fichiers XFS, cliquez ici. Comprenez pourquoi il s'agit d'un choix populaire pour le stockage de haute performance et les applications multimédias, et quelle est sa position par rapport aux autres systèmes de fichiers basés sur Linux.

écrivain de test de logiciel de récupération

Apr 29, 2024 • Via : Récupération et astuces Linux • Solutions éprouvées

Les systèmes de fichiers sont fondamentaux pour le stockage et l'organisation des données dans l'environnement actuel où les besoins en stockage de données ne cessent d'augmenter. L'un de ces systèmes de fichiers qui a gagné en popularité ces dernières années est le système de fichiers XFS. Cet article explorera ce qu'est le système de fichiers XFS , comment il fonctionne et ce qui le rend unique.

Table des matières

Qu'est-ce que le système de fichiers XFS ?

le système de fichiers xfs

XFS est un système de fichiers haute performance développé à l'origine par Silicon Graphics pour son système d'exploitation IRIX. Par la suite, il a été porté sur plusieurs autres systèmes d'exploitation, dont Linux, et est devenu un choix populaire pour les systèmes de stockage haut de gamme. Bien qu'il ne s'agisse pas d'un système de fichiers très répandu, XFS est particulièrement populaire dans les distributions basées sur Red Hat. On le trouve couramment dans les périphériques NAS prêts à l'emploi produits par des fournisseurs tels que NetGear, LaCie et TeraStation.

XFS a gagné en popularité lors de son lancement, car il permettait de gérer efficacement des périphériques de plus grande capacité et d'organiser rapidement de grandes quantités de données. Son architecture est basée sur des journaux afin de garantir la cohérence du système de fichiers en cas de panne du système ou de coupure de courant. Toute modification du système de fichiers est d'abord écrite dans un journal avant d'être écrite dans le système de fichiers proprement dit.

En cas de panne ou de coupure de courant, le système de fichiers peut être rapidement et facilement rétabli dans un état cohérent en rejouant le journal. Avec l'augmentation du volume des données, les autres systèmes de fichiers ont eu du mal à gérer l'expansion des métadonnées. Par contre, le système XFS a été en mesure de gérer efficacement les métadonnées étendues, ce qui a conduit à l'adoption de nombreuses fonctionnalités XFS dans les systèmes de fichiers actuels.

Caractéristiques du système de fichiers XFS

Le système de fichiers XFS présente plusieurs caractéristiques notables, dont certaines sont abordées ci-dessous :

  • Stockage de fichiers MultCloudHuge : XFS prend en charge le stockage de fichiers normaux volumineux. Il gère également les métadonnées du système de fichiers sans affecter les performances.
  • Accès MultCloudFile : Indépendamment de la taille ou du nombre de fichiers, les utilisateurs peuvent accéder à leurs fichiers rapidement et sans effort. Cela est dû à la technique de l'arbre équilibré B-tree du système de fichiers. Ce système lui permet d'allouer rapidement de l'espace disque. Il permet en outre au système de fichiers de localiser plus facilement chaque fichier sur le disque.
  • MultCloudScalability : XFS peut gérer des systèmes de fichiers extrêmement volumineux et prend en charge des fichiers jusqu'à 8 exaoctets. Il fournit aussi une attribution dynamique des inodes, ce qui permet une utilisation efficace de l'espace de stockage et le rend hautement évolutif.
  • MultCloudDelayed Allocation : L'une des caractéristiques les plus étonnantes du système de fichiers XFS est son utilisation de l'allocation différée. Il s'agit d'une fonction qui permet de réduire la fragmentation des fichiers en retardant l'allocation de l'espace disque jusqu'à ce qu'il soit nécessaire. Il participe à l'amélioration des performances globales du système de fichiers et à la réduction de la fragmentation du disque.

Avantages et inconvénients de l'utilisation de XFS

XFS est un système de fichiers très performant, évolutif et fiable qui offre des fonctionnalités avancées pour les applications d'entreprise. S'il comporte de nombreux avantages, il présente aussi quelques inconvénients potentiels. Voici quelques avantages et inconvénients de l'utilisation de XFS :

Avantages

La fragmentation et la dispersion des fichiers ont été réduites. XFS s'efforce de maintenir les fichiers aussi proches les uns des autres que possible. Il peut distribuer efficacement les plages libres des blocs adjacents grâce au concept d'extension, et les arbres B+ facilitent la recherche d'extensions libres. Si des " trous " existent dans un fichier, XFS les ignorera plutôt que de gaspiller de l'espace de stockage sur des blocs vides.

XFS prend en charge différents périphériques de stockage et dispose d'une gestion des volumes. Lors de la création d'un système de fichiers pour une matrice de disques à bandes, il est possible de spécifier la taille de chaque unité de bande et le nombre d'unités par bande. XFS utilisera ces informations pour stocker les données conformément aux spécifications de stockage, ce qui améliorera les performances.

Il est conçu pour offrir un accès parallèle. Comme indiqué précédemment, il divise l'espace de stockage en groupes d'allocation autonomes. Chaque groupe d'allocation agit presque comme un système de fichiers indépendant, contrôlant son utilisation de l'espace et écrivant ses métadonnées. Par conséquent, ces groupes d'allocation peuvent être traités simultanément par le noyau, et de nombreux processus parallèles n'affectent pas les performances.

XFS utilise la journalisation des métadonnées pour faciliter la récupération après une panne de système ou une coupure de courant. Si des données utilisateur sont perdues, il est fort probable qu'elles puissent être récupérées à l'aide d'outils de récupération de données externes.

Inconvénients

XFS n'utilise pas de sommes de contrôle. Par conséquent, il ne peut garantir que les données qu'il contient seront toujours intactes. Certains fichiers peuvent être corrompus silencieusement et les bits endommagés peuvent n'être remarqués qu'une fois qu'il est trop tard, ce qui entraîne une perte importante de données.

Contrairement à ses structures internes, XFS n'enregistre aucune modification des données utilisateur. De ce fait, un arrêt inattendu du système d'exploitation peut entraîner la perte d'informations provenant de fichiers nouvellement créés ou mis à jour. En revanche, il n'existe pas d'option permettant de désactiver complètement la journalisation, ce qui peut réduire la durée de vie des appareils à semi-conducteurs.

Ce système de fichiers ne peut prétendre à une compatibilité généralisée. Les systèmes d'exploitation tels que Windows et macOS ne prenant pas en charge XFS en mode natif, cela peut poser un problème lors de l'utilisation d'un périphérique externe ou d'un système à double démarrage.

Structure de base du système de fichiers XFS

la structure du système de fichiers xfs

XFS est organisé de sorte qu'il soit orienté vers l'étendue. Au lieu de diviser son espace en blocs distincts, il le divise en unités contiguës de longueurs variables, appelées extensions. XFS s'efforce de maintenir leur nombre aussi bas que possible et tente de fusionner les extents au fur et à mesure de la croissance du fichier.

Le système de fichiers peut être divisé en trois parties distinctes :

  1. Section des données

La partie " données " comprend les métadonnées du système de fichiers ainsi que les données du fichier utilisateur. Son espace de stockage est ensuite divisé en groupes d'allocation égaux. Un groupe d'allocation peut être aussi petit que 16 Mo et aussi grand que 1 To. Chaque groupe d'attribution dispose d'une autonomie totale quant à l'utilisation de l'espace à l'intérieur de ses limites. Par conséquent, les processus simultanés peuvent effectuer une allocation en parallèle sur le système de fichiers sans interférer les uns avec les autres.

Un mécanisme analogue est utilisé pour conserver la trace des extensions de fichiers. Outre son adresse et sa longueur en blocs, le descripteur de chaque étendue comprend le décalage logique par rapport au début du fichier et un drapeau qui identifie une étendue comme étant pré-attribuée mais n'ayant pas encore fait l'objet d'une écriture.

Les descripteurs d'étendue sont souvent enregistrés sous la forme d'un tableau linéaire intégré à l'inode du fichier. Toutefois, si le nombre de fragments est trop important, ils sont indexés à l'aide d'un autre arbre B+, dont la racine est située dans l'inode du fichier.

Pour améliorer les performances d'écriture et éviter la fragmentation du système de fichiers, XFS utilise l'allocation différée. Une étendue virtuelle est d'abord créée en mémoire, puis l'espace nécessaire lui est réservé dans le système de fichiers. Toutefois, l'emplacement précis des données reste incertain jusqu'à ce que XFS décide de les écrire. Par conséquent, certains fichiers temporaires de courte durée peuvent ne jamais être affectés à des blocs de stockage réels.

  1. Section du journal

This section stores changes to the file system metadata. Chaque entrée de journal d'un élément structurel contient les informations d'en-tête qui le décrivent, ainsi qu'une copie de la nouvelle image de cet élément telle qu'elle devrait apparaître sur le disque. L'élément du journal est préservé jusqu'à ce que les modifications soient validées dans la section des données. Le journal peut être récupéré en cas de panne pour reprendre les opérations interrompues et rétablir la cohérence du système de fichiers. En fonction de l'arrangement, cette partie peut être logée dans la section des données ou à l'extérieur sur un dispositif différent pour une plus grande rapidité/fiabilité.

  1. Section temps réel

Cette partie optionnelle contient uniquement les données des fichiers en temps réel, qui ont des exigences élevées en matière de vitesse d'entrée/sortie. Il est souvent stocké sur un dispositif de stockage haute performance dédié. La partie est séparée en plusieurs parties de taille fixe. L'allocation se fait de manière plus directe. Une image bitmap linéaire est traitée et un tableau à deux dimensions est utilisé pour indexer l'espace ouvert.

Récupération de données sur le système de fichiers XFS de Linux

Bien que le système XFS soit doté d'une technologie de journalisation qui garantit une récupération rapide, la perte de données peut parfois survenir à la suite d'une suppression accidentelle, d'un formatage de disque ou pour d'autres raisons. Un logiciel professionnel de récupération de données comme Wondershare Recoverit peut vous aider à restaurer vos fichiers XFS dans de tels cas. Wondershare Recoverit est un logiciel de récupération de données populaire qui peut récupérer divers formats de fichiers à partir de périphériques de stockage, y compris le système de fichiers XFS de Linux.

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Étapes de récupération sur le système de fichiers XFS de Linux

  • Étape 1. Téléchargez Wondershare Recoverit depuis le site officiel et installez-le en suivant les instructions. Démarrez après l'installation pour lancer le processus de récupération de fichiers XFS sous Linux.
lancez wondershare recoverit
  • Étape 2. Localisez les options NAS et Linux dans la barre latérale et sélectionnez Linux Recovery. Remplissez les informations pour le serveur Linux comme indiqué, puis cliquez sur Connecter pour commencer la récupération.
cliquez sur connect pour commencer la récupération xfs
  • Étape 3. Recoverit entamera automatiquement l'analyse de l'emplacement spécifié. La taille et la capacité de stockage des données de l'appareil déterminent la rapidité de la procédure de numérisation. Néanmoins, vous pouvez désormais accélérer le processus en utilisant des critères tels que la date de modification, le type de fichier, etc.
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  • Étape 4. Après la procédure d'analyse, vous pouvez prévisualiser les fichiers récupérés pour voir s'il s'agit bien des fichiers que vous recherchez. Après avoir examiné les fichiers, sélectionnez ceux que vous souhaitez récupérer et appuyez sur le bouton Récupérer pour commencer à récupérer vos fichiers à partir du système de fichiers Linux XFS.
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Outre Wondershare Recoverit, vous pouvez également récupérer des fichiers sur XFS en utilisant TestDisk.

Comparaison des systèmes de fichiers Linux : XFS vs. EXT4 vs. BTRFS

XFS, EXT4 et BTRFS sont des systèmes de fichiers couramment utilisés dans les systèmes d'exploitation basés sur Linux. Voici quelques différences essentielles entre les deux :

XFS est un système de fichiers haute performance conçu à l'origine par Silicon Graphics. Il est compatible avec les systèmes de fichiers volumineux et offre une évolutivité et une fiabilité excellentes. XFS est fréquemment utilisé pour des applications de calcul, de stockage et de multimédia à haute performance. XFS peut être utile lorsqu'il s'agit de fichiers volumineux, tels que le stockage de données massives, les initiatives scientifiques à grande échelle ou les initiatives d'entreprises sanglantes, etc.

Pendant ce temps, le système de fichiers EXT4 est un système de fichiers traditionnel qui a été le système de fichiers par défaut pour de nombreuses distributions Linux pendant des années. Il affiche de bonnes performances et une bonne stabilité, mais ne dispose pas de certaines fonctionnalités avancées des systèmes de fichiers plus récents. Bien que les limites de capacité soient importantes, l'EXT est une technologie relativement fiable et durable avec laquelle il est possible de travailler. Par conséquent, l'EXT est le meilleur choix pour les demandes SOHO (Small Office/Home Office) et les projets qui requièrent des performances constantes.

Enfin, le système de fichiers BTRFS est un système de fichiers plus récent développé par Oracle. Il est conçu pour offrir une gamme de fonctionnalités avancées et une grande évolutivité. BTRFS est idéal pour les grandes entreprises qui veulent un système de fichiers facile à gérer ; il est également approprié pour les technologies et les projets qui ne nécessitent pas une grande tolérance aux pannes.

Dans l'ensemble, XFS est un bon choix pour les applications à grande échelle et à hautes performances, tandis qu'EXT est une option stable et fiable pour la plupart des applications générales. BTRFS est un système de fichiers plus récent doté d'une série de fonctionnalités avancées, ce qui en fait un bon choix pour les applications à grande échelle et à forte intensité de données.

Conclusion

Dans son ensemble, le système de fichiers XFS est un système de fichiers extrêmement fiable et efficace qui convient parfaitement aux bases de données et aux systèmes de stockage à grande échelle. XFS comporte une série de fonctionnalités avancées, telles que la prise en charge de fichiers et de systèmes de fichiers volumineux, les groupes d'allocation pour l'attribution de l'espace disque et le redimensionnement en ligne des systèmes de fichiers. En plus de cela, XFS dispose d'une technologie de journalisation qui permet une récupération rapide en cas de panne du système.

Bien que l'utilisation de XFS présente certaines limites et certains inconvénients potentiels, tels que sa prise en charge limitée pour certaines distributions Linux et son potentiel de ralentissement des performances pour les petits fichiers, ses avantages l'emportent généralement sur ces inconvénients. En résumé, le système de fichiers XFS est un bon choix pour les organisations et les utilisateurs qui ont besoin de solutions de stockage fiables et performantes.

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Yvette Bonnet

chief Editor

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