Btrfs vs EXT4 - Comparaison des performances

Dans cet article, tu découvriras :

• Comparaison entre Btrfs et Ext4

• comment protéger tes données

Prêt ? C'est parti !

BTRFS et EXT4 sont deux systèmes de fichiers pour Linux avec des caractéristiques et des structures uniques qui les rendent différents l'un de l'autre. Alors que Btrfs prend en charge les instantanés et le RAID intégré, le système de fichiers EXT4 est surtout un système de fichiers journalisé qui garde une trace de tous les changements de journalisation sur le système de fichiers.

De plus, la prise en charge de la copie à l'écriture sur Btrfs est une fonctionnalité unique qui rend ce système de fichiers plus intéressant pour les administrateurs Linux. Mais EXT4 est le système de fichiers Linux le plus populaire, et il est rétrocompatible avec les versions plus anciennes. Dans cet article, on va comparer ces deux systèmes de fichiers en détail.

Présentation de BTRFS

Le système de fichiers B-Tree (Btrfs) est un système de fichiers Linux relativement récent. Lancé en 2009, ce système de fichiers avait pour but d'offrir un mécanisme de copie à l'écriture et de donner la priorité à l'intégrité des données, tout en intégrant des fonctionnalités pour le RAID et d'autres actions avancées pratiquées par les administrateurs système Linux. En tant que système de fichiers moderne, Btrfs prend aussi en charge la tolérance aux pannes et les instantanés ; c'est vraiment l'un des systèmes de fichiers préférés de nombreux utilisateurs Linux.

Fait intéressant, le système de fichiers est disponible sous licence GPL et peut être utilisé par tout le monde. En plus, Btrfs intègre un gestionnaire de volumes logiques ; il a résolu des problèmes liés aux sommes de contrôle et à la répartition intégrale sur plusieurs périphériques dans les systèmes de fichiers Linux. Avec Btrfs, la mise à l'échelle des systèmes Linux est beaucoup plus facile et transparente. Voici comment les fonctionnalités de Btrfs sont utiles et permettent au système de fichiers de se démarquer des autres.

Fonctionnalités clés

• Copie à l'écriture (CoW) : la prise en charge de la CoW signifie que lorsque des modifications sont apportées à un fichier, seules les « modifications » sont écrites à un nouvel emplacement, tandis que les données d'origine restent inchangées.
• Instantanés : si vous utilisez Btrfs, vous pouvez faire des copies ponctuelles des données enregistrées sur votre ou vos disques Linux ; ça veut dire littéralement enregistrer des instantanés de vos données stockées. Les instantanés peuvent servir de copies de sauvegarde en cas de perte de données.
• Prise en charge RAID intégrée : le RAID est aujourd'hui plus populaire que jamais grâce aux fonctionnalités uniques qu'il offre. Btrfs prend en charge les niveaux RAID 0, 1, 10, 5 et 6.
• Sous-volumes : un sous-volume BTRFS fait partie intégrante du système de fichiers et possède sa propre hiérarchie de fichiers/répertoires indépendante et son propre espace de noms de numéros d'inodes (exemple : un instantané).
• Contrôles d'intégrité des données : BTRS prend en charge les contrôles d'intégrité des données à l'aide de sommes de contrôle pour les données et métadonnées d'origine afin de garantir l'absence d'erreurs.
• Auto-réparation : Btrfs prend en charge l'auto-réparation, ce qui lui permet de corriger automatiquement les données corrompues sans que l'utilisateur ait à lancer un utilitaire de réparation de disque.

Performances de Btrfs

En termes de performances, Btrfs n'offre pas les meilleures vitesses que vous pourriez rechercher, mais il est assez rapide, en particulier pour les petits transferts de données. Lors de l'écriture de données volumineuses, Btrfs peut être relativement lent en raison du mécanisme CoW. De plus, lors des tests de performance réalisés à l'aide de la suite Phoronix Test Suite, BTRFS a affiché des vitesses de lecture et d'écriture inférieures à celles d'EXT4, avec une latence plus élevée.

Btrfs vs Ext4 : quelles sont les différences ?

La principale différence réside dans leurs mécanismes différents : l'un utilise la copie à l'écriture (Copy-on-Write) et l'autre le journalisation (Journaling). L'un prend en charge les instantanés RAID et l'autre non. En regardant l'aperçu détaillé fourni ci-dessus pour ces systèmes de fichiers Linux, les différences sont assez claires. Cependant, voici les différences uniques entre ces systèmes de fichiers.

1. Ensemble de fonctionnalités

Apparemment, Btrfs offre des fonctionnalités plus modernes que Ext4, notamment la prise en charge des niveaux RAID et des instantanés. La fonctionnalité de sous-volume de Btrfs est également très importante, et le système de fichiers prend en charge l'auto-réparation. Ext4, quant à lui, est rétrocompatible, prend en charge le journalisation et peut stocker des fichiers ou des volumes très volumineux.

2. Mesures de performance

Ext4 est plus performant que Btrfs pour les tâches quotidiennes. Mais la fonctionnalité CoW de Btrfs lui donne un petit avantage pour gérer les fichiers volumineux. En plus, les résultats des tests montrent qu'Ext4 est un bien meilleur système de fichiers que Btrfs en termes de performances.

3. Évolutivité

Btrfs a été lancé pour régler les problèmes d'évolutivité avec le système d'exploitation Linux. Il propose pas mal de fonctionnalités avancées qui rendent l'évolutivité de Linux fluide et facile. Ext4 n'a pas les fonctionnalités nécessaires pour faire évoluer Linux de manière fluide.

4. Facilité d'utilisation et de gestion

Ext4 et Btrfs sont tous les deux assez faciles à utiliser et à gérer, même s'ils diffèrent sur plein de points. Mais Ext4 est pris en charge par plus d'applications et de services que Btrfs.

5. Fiabilité et stabilité

Ext4 est réputé pour être un système de fichiers stable ; il s'avère plus stable et fiable que tous les autres systèmes de fichiers Linux, y compris Btrfs.

Quand il s'agit de choisir un système de fichiers pour ta configuration Linux, Btrfs et Ext4 sont deux options importantes qui répondent à différents besoins et cas d'utilisation. Comprendre les différences entre ces systèmes de fichiers peut t'aider à prendre une décision éclairée en fonction de tes besoins spécifiques.

Pourquoi choisir le système de fichiers Btrfs ?

Btrfs, ou B-tree File System, est conçu avec des fonctionnalités avancées qui le rendent adapté aux besoins de stockage modernes. Voici quelques raisons d'envisager Btrfs :

1. Intégrité des données : Btrfs inclut des mécanismes intégrés pour détecter et corriger la corruption des données, garantissant ainsi une intégrité élevée des données. Il utilise des sommes de contrôle pour les données et les métadonnées, ce qui aide à identifier et à réparer les fichiers corrompus.

2. Instantanés et clonage : l'une des fonctionnalités remarquables de Btrfs est sa prise en charge des instantanés et des clones. Les instantanés vous permettent de capturer l'état du système de fichiers à un moment précis, ce qui facilite le retour à des états antérieurs ou la création de sauvegardes. Le clonage permet de copier efficacement des fichiers ou des répertoires sans dupliquer les données réelles.

3. Évolutivité : Btrfs est super évolutif, prenant en charge de gros volumes et un nombre important de fichiers. Il peut gérer des configurations de stockage massives, ce qui le rend parfait pour les environnements d'entreprise et les applications à grande échelle.

4. Sous-volumes dynamiques : Btrfs permet de créer des sous-volumes, qui sont des instances de système de fichiers distinctes au sein d'une même partition. Ça offre une certaine flexibilité dans la gestion de différents types de données et peut aider à organiser le stockage plus efficacement.

5. Prise en charge RAID intégrée : Btrfs prend en charge de manière intégrée différentes configurations RAID (RAID 0, 1, 5, 6, 10), offrant une redondance et des améliorations de performances sans avoir besoin d'outils externes.

6. Défragmentation et équilibrage en ligne : Btrfs prend en charge la défragmentation et l'équilibrage en ligne des données sur les disques, ce qui aide à maintenir des performances optimales et une utilisation efficace du stockage.

Pourquoi choisir le système de fichiers Ext4 ?

Ext4, ou Fourth Extended File System, est une évolution du système de fichiers Ext3 et est connu pour sa robustesse et sa fiabilité. Voici quelques raisons d'opter pour Ext4 :

1. Stabilité et maturité : Ext4 est un système de fichiers éprouvé qui est utilisé depuis de nombreuses années. Sa stabilité et sa fiabilité sont bien établies, ce qui en fait un choix sûr pour les applications critiques.

2. Performances : Ext4 est optimisé pour les performances, offrant des opérations de lecture et d'écriture rapides. Il est particulièrement efficace pour les fichiers de petite et moyenne taille, ce qui le rend adapté à un large éventail de cas d'utilisation.

3. Compatibilité : Ext4 est largement pris en charge par différentes distributions Linux et est souvent le système de fichiers par défaut dans beaucoup d'entre elles. Sa compatibilité et sa facilité d'utilisation en font une option sans souci pour la plupart des utilisateurs.

4. Allocation efficace de l'espace : Ext4 utilise des techniques comme le stockage basé sur l'étendue et l'allocation différée pour minimiser la fragmentation et améliorer l'utilisation de l'espace disque. Ça aide à garder des performances constantes au fil du temps.

5. Rétrocompatibilité : Ext4 est rétrocompatible avec les systèmes de fichiers Ext3 et Ext2, ce qui permet des mises à niveau faciles sans perte de données. Ça en fait un choix pratique pour les utilisateurs qui veulent migrer depuis des systèmes de fichiers plus anciens.

6. Prise en charge des fichiers et volumes volumineux : Ext4 peut gérer des fichiers volumineux (jusqu'à 16 To) et des volumes (jusqu'à 1 ÉB), ce qui le rend adapté aux besoins de stockage modernes.

Tableau comparatif entre Btrfs et EXT4

Comparaison entre Btrfs et EXT4

Quand on compare des systèmes de fichiers, les tests de performance donnent des infos utiles sur leurs caractéristiques de performance sous différentes charges de travail. Btrfs et Ext4 ont tous les deux des points forts et des points faibles distincts, et comprendre leurs tests de performance peut t'aider à choisir le système de fichiers qui correspond le mieux à tes besoins.

Performances SSD de Btrfs par rapport à EXT4

Les performances de Btrfs et Ext4 sur les SSD dépendent de leur conception et de leur optimisation pour les disques SSD :

Nivellement de l'usure et prise en charge de TRIM :

• Ext4 : Ext4 prend en charge les opérations TRIM, qui aident à maintenir les performances des SSD en permettant au disque de gérer plus efficacement l'espace libre. Il en résulte une meilleure longévité et des performances soutenues.
• Btrfs : Btrfs prend aussi en charge TRIM, mais son mécanisme de copie à l'écriture peut entraîner une amplification de l'écriture plus importante, ce qui peut affecter la durée de vie des SSD. Cependant, les fonctionnalités de Btrfs telles que les instantanés et les sous-volumes peuvent offrir des avantages significatifs pour l'utilisation des SSD.

Cohérence des performances :

• Ext4 : La conception simple d'Ext4 permet souvent d'avoir des performances constantes pour différentes charges de travail, ce qui en fait un choix fiable pour les SSD.
• Btrfs : Btrfs peut présenter des variations de performances en raison de ses fonctionnalités complexes, mais il peut offrir des avantages dans des scénarios spécifiques, tels que les opérations sur des fichiers volumineux ou les tâches avancées de gestion du stockage.

Btrfs vs EXT4 sur les appareils NAS Synology

Les périphériques NAS Synology sont populaires pour les solutions de stockage à domicile et dans les petites entreprises, et le choix entre Btrfs et Ext4 peut avoir un impact significatif sur leurs performances et leurs capacités :

Facilité d'utilisation et de gestion :

• Ext4 : le DSM (DiskStation Manager) de Synology offre une prise en charge solide d'Ext4, avec des options de configuration et de gestion faciles. La simplicité et la fiabilité d'Ext4 en font un choix pratique pour la plupart des utilisateurs.
• Btrfs : DSM prend aussi en charge Btrfs, offrant des fonctionnalités telles que les instantanés, les contrôles d'intégrité des données et une gestion efficace du stockage. Ces fonctionnalités avancées peuvent améliorer la fonctionnalité et la fiabilité des périphériques NAS Synology.

Performances et fiabilité :

• Ext4 : Ext4 offre des performances constantes avec une faible surcharge, ce qui le rend adapté aux besoins de stockage généraux sur les périphériques NAS Synology.
• Btrfs : même si Btrfs peut avoir une surcharge un peu plus élevée, ses avantages en matière de protection et de gestion des données peuvent compenser les compromis en termes de performances, surtout dans les environnements où l'intégrité des données est cruciale.

Conclusion

Il existe plusieurs systèmes de fichiers Linux, mais ces deux-là sont les plus utilisés, grâce à leurs capacités et leurs fonctionnalités. Apparemment, ces systèmes de fichiers diffèrent à bien des égards, mais ils peuvent être utilisés de manière interchangeable ; par exemple, si vous utilisiez Ext4 et que vous souhaitez migrer vers un stockage RAID, vous pouvez passer de Ext4 à Btrfs. Avant de choisir l'un de ces systèmes de fichiers, vous devez d'abord analyser vos besoins et opter pour celui qui vous convient le mieux.