B-tree file system (Btrfs) là một hệ thống tập tin hiện đại dựa trên nguyên lý copy-on-write, tích hợp cả vai trò của một trình quản lý ổ đĩa logic (Logical Volume Manager). Btrfs ra đời để khắc phục những hạn chế của các hệ thống tập tin Linux hiện có về khả năng chụp nhanh (snapshot), kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu (integrity checking), xóa lỗi dữ liệu (data scrubbing) và nhiều tính năng khác. Điểm khác biệt lớn nhất của Btrfs so với các hệ thống tập tin khác chính là khả năng tạo ra các subvolume. Mặc dù ZFS cũng có một tính năng tương tự với datasets và snapshots, nhưng cách triển khai của Btrfs mang lại sự linh hoạt đáng kinh ngạc. Hãy cùng congnghemoi.net khám phá sự khác biệt của các subvolume Btrfs so với các phân vùng ổ đĩa thông thường.
1. Subvolume là phân vùng logic, không phải vật lý
Khác biệt cốt lõi về cấu trúc
Không giống như một phân vùng (partition) chia ổ đĩa một cách vật lý hoặc ảo, một subvolume trong Btrfs hoàn toàn mang tính logic. Nó tồn tại bên trong hệ thống tập tin Btrfs, trong khi một phân vùng mới có thể có hệ thống tập tin riêng biệt của nó. Điều này thay đổi hoàn toàn cách bạn tạo, gắn kết (mount) và tương tác với subvolume so với một phân vùng thông thường. Việc đây là một ưu điểm hay nhược điểm của Btrfs sẽ phụ thuộc vào cách bạn dự định sử dụng subvolume để lưu trữ dữ liệu.
Việc tạo và xóa subvolume cũng trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Ngược lại, bạn cần phải hết sức cẩn trọng khi quản lý các phân vùng, vì mọi thứ có thể gặp sự cố nghiêm trọng. Hoạt động ở cấp độ phần mềm, các subvolume của Btrfs dễ làm việc hơn và có thể được điều chỉnh linh hoạt tùy thuộc vào mục đích sử dụng của các ổ đĩa lưu trữ.
Ổ cứng HDD với nhãn dán, minh họa phân vùng logic Btrfs
2. Tạo subvolume không cần công cụ bên thứ ba
Đơn giản chỉ với một dòng lệnh
Để tạo một subvolume Btrfs, tất cả những gì bạn cần làm là chạy lệnh btrfs subvolume create /mnt/new-subvolume. Chỉ đơn giản vậy thôi! Đối với các phân vùng trên các hệ thống tập tin khác, bạn sẽ cần sử dụng các công cụ và phần mềm của bên thứ ba nếu chức năng này không có sẵn trong hệ thống tập tin hoặc hệ điều hành. Ví dụ, trên Linux, macOS hoặc Windows, bạn sẽ cần sử dụng các công cụ như fdisk, gdisk hoặc gparted để thực hiện công việc này.
Quá trình tạo subvolume được thực hiện ngay lập tức (on the fly). Không cần phải unmount (ngắt kết nối) ổ đĩa để tạo một subvolume Btrfs, cũng không có nguy cơ vô tình xóa dữ liệu thông qua việc thay đổi kích thước.
Màn hình khởi động ReactOS từ phân vùng Btrfs, thể hiện khả năng tương thích của hệ thống tệp
3. Khả năng trải rộng trên nhiều ổ đĩa
Vượt qua giới hạn vật lý của ổ cứng
Nếu Btrfs được cấu hình trên nhiều ổ đĩa lưu trữ, một subvolume có thể vượt ra ngoài giới hạn vật lý nhờ tính chất logic của nó. Chắc chắn, các phân vùng cũng có thể trải rộng vật lý trên nhiều ổ đĩa, nhưng bạn cần sử dụng một công nghệ nền tảng để đạt được điều này, đó là ZFS hoặc RAID. Các công nghệ này sẽ gộp các ổ đĩa lại với nhau để tạo ra một thiết bị duy nhất, sau đó các phân vùng sẽ được tạo trên đó. Vì vậy, mặc dù chúng đang trải rộng trên nhiều ổ đĩa, về mặt kỹ thuật, đó chỉ là một ổ đĩa logic duy nhất.
Btrfs hoàn toàn khác biệt ở chỗ nó gần như hoạt động như một dạng RAID riêng khi được sử dụng với nhiều ổ đĩa. Dữ liệu được phân phối khắp mảng, đồng thời tính năng dự phòng và cân bằng đều được hệ thống tập tin tự động xử lý. Đó là lúc các subvolume phát huy tác dụng bằng cách nằm trong nhóm lưu trữ Btrfs đó. Đây là một cách tư duy mới về lưu trữ dữ liệu, vì bạn không thực sự “cất” các tập tin vào một ổ đĩa cụ thể nào.
4. Hỗ trợ snapshot toàn diện
Khôi phục dữ liệu dễ dàng từ các điểm đã lưu
Thật khó để sử dụng snapshot để sao lưu và khôi phục trên các hệ thống tập tin như NTFS. ZFS thực sự là hệ thống tập tin duy nhất khác có hỗ trợ snapshot tích hợp. Đó là lý do tại sao các chuyên gia công nghệ thường khuyến nghị sử dụng ZFS cho máy chủ (server) và thiết bị NAS, khiến TrueNAS trở nên cực kỳ mạnh mẽ trong việc xử lý lưu trữ dữ liệu lớn. Đối với Btrfs, câu chuyện tương tự nhưng phù hợp hơn với máy tính để bàn, máy tính xách tay hoặc các thiết bị được hỗ trợ khác. ZFS cũng có thể được sử dụng, nhưng nó không nhẹ bằng và có thể cực kỳ phức tạp đối với người mới bắt đầu.
Hơn nữa, ZFS không được hỗ trợ nguyên bản trên Linux, khiến Btrfs trở thành lựa chọn hàng đầu cho những ai đang thiết lập một bản cài đặt distro mới. Điều đáng chú ý là các snapshot được tạo cho từng subvolume chứ không phải cho toàn hệ thống.
Giao diện dòng lệnh Ubuntu tạo Btrfs subvolume, minh họa quy trình quản lý phân vùng Btrfs
5. Tự động điều chỉnh dung lượng linh hoạt
Không cần tính toán phân bổ thủ công
Đây có lẽ là phần yêu thích nhất về các subvolume Btrfs. Khi tạo các phân vùng, bạn phải cẩn thận tính toán hoặc ước tính xem bao nhiêu không gian nên được phân bổ từ tổng dung lượng ổ đĩa. Điều này không tương tự với Btrfs, hệ thống tự động điều chỉnh kích thước của một subvolume tùy thuộc vào những gì được lưu trữ bên trong. Chẳng hạn, nếu bạn tạo một subvolume mới và di chuyển một thư mục 100 GB vào hệ thống tập tin mới tạo, bạn sẽ thấy subvolume tăng kích thước tương ứng với những gì hiện đang được lưu trữ.
Mặc dù có thể điều chỉnh thủ công kích thước của một subvolume, nhưng hệ thống tập tin Btrfs có thể xử lý việc này mà không gặp vấn đề gì và không cần người dùng can thiệp. Nó cực kỳ linh hoạt. Thậm chí còn có khả năng tạo các nhóm hạn ngạch (quota groups) để giới hạn lượng không gian mà mỗi subvolume và người dùng (hoặc dịch vụ) có thể sử dụng, điều này cực kỳ hữu ích trong môi trường đa người dùng hoặc khi bạn yêu cầu kiểm soát chặt chẽ hơn việc phân bổ tài nguyên.
Btrfs: Giải pháp lưu trữ linh hoạt cho tương lai
Các phân vùng truyền thống giống như việc chia ổ đĩa lưu trữ một cách vật lý, trong khi các subvolume Btrfs lại giống như việc sử dụng các khối dữ liệu, và những khối này có thể được thay đổi kích thước và điều chỉnh linh hoạt ngay lập tức. Btrfs rất phù hợp cho một bố cục lưu trữ linh hoạt và hỗ trợ snapshot để giữ an toàn cho tất cả dữ liệu của bạn. Nó tuyệt vời để khôi phục các phiên bản cũ và tận dụng các bản sao lưu đã lưu trữ. Btrfs cũng là một lựa chọn tuyệt vời để cách ly các phần của hệ thống vì lý do hiệu suất hoặc một lý do nào đó khác. Các phân vùng vẫn có chỗ đứng của mình, nhưng Btrfs là một nâng cấp đáng kể so với các hệ thống tập tin khác.
Bạn đã từng trải nghiệm Btrfs subvolume chưa? Hãy chia sẻ kinh nghiệm và quan điểm của bạn về hệ thống tập tin này tại phần bình luận bên dưới, hoặc khám phá thêm các bài viết chuyên sâu về công nghệ lưu trữ trên congnghemoi.net!
