NTFSPLUS a Linux i altres sistemes d'arxius imprescindibles

Informatec Digital » Recursos » NTFSPLUS a Linux i altres sistemes d'arxius imprescindibles

Quan treballem amb Linux i necessitem accedir a discos formatats des de Windows, el sistema de fitxers NTFS sol ser el convidat incòmode: ho necessitem sí o sí, però durant anys el suport al kernel ha estat, sent suaus, millorable. L'arribada del nou controlador NTFSPLUS canvia completament aquest panorama a Linux, i val la pena entendre què aporta, d'on ve i en què es diferencia del que hi havia fins ara.

Alhora, convé posar-ho en context amb la resta de sistemes de fitxers que podem fer servir a Linux. No tots els formats serveixen pel mateix ni són igual de recomanables segons l'ús: no és el mateix muntar un SSD per al sistema, que un NAS amb RAID o un disc extern que compartirem amb Windows. Anem a veure amb calma què és NTFSPLUS, quins problemes ve a solucionar davant de NTFS3 i NTFS-3G, i com encaixa dins de l'ecosistema de sistemes de fitxers com EXT4, XFS, F2FS, BtrFS o OpenZFS.

Què és NTFSPLUS i per què és tan important a Linux

A l'ecosistema Linux ha aparegut recentment un nou controlador per treballar amb NTFS anomenat NTFSPLUS, una implementació moderna i d'alt rendiment pensada per integrar-se al nucli. El seu objectiu principal és oferir suport complet de lectura i escriptura sobre particions NTFS, millorant tant l'estabilitat com la velocitat davant de solucions anteriors.

El desenvolupament d'aquest controlador és a càrrec de Namjae Jeong, un enginyer amb ampli historial en sistemes de fitxers a Linux. És el mateix desenvolupador que va adaptar el controlador exFAT per integrar-lo al nucli i que manté el mòdul de servidor SMB en espai de nucli (KSMBD). La vostra experiència prèvia amb sistemes de fitxers de Microsoft us ha permès abordar NTFS des d'una base molt sòlida.

La motivació per crear NTFSPLUS ve d'una situació força particular: el vell controlador NTFS de només lectura del nucli havia estat eliminat, i el buit principal l'ocupava NTFS3, un controlador aportat per Paragon Software amb suport de lectura i escriptura. En teoria NTFS3 seria la solució definitiva, però segons el mateix Jeong i part de la comunitat, el seu manteniment, qualitat i estabilitat no han estat a l'alçada del que s'esperava.

Mentrestant, moltes distribucions seguien tirant de NTFS-3G, un controlador en espai d'usuari basat en FUSE. Encara que és força robust, el seu rendiment és menor al d'un controlador dins del nucli i afegeix certa latència, cosa que es nota especialment en escriptures intensives o en operacions amb molts fils.

Per solucionar tot això, NTFSPLUS s'ha construït a partir del antic controlador NTFS de només lectura del nucli, conegut pel seu codi net i ben documentat. A partir d´aquesta base clara i fàcil de mantenir, s´ha afegit suport complet d´escriptura i una sèrie de millores tècniques molt actuals que el converteixen en una alternativa molt seriosa a NTFS3.

Característiques tècniques clau de NTFSPLUS

NTFSPLUS no és un simple “pegat” per afegir escriptura a un controlador vell; és una reimplementació profunda que incorpora les tecnologies modernes de gestió de blocs al nucli. Una de les peces clau és lús de iomap, una infraestructura del nucli que simplifica la manera com els sistemes de fitxers gestionen l'assignació de blocs en disc.

A més, s'ha treballat a la eliminació de buffer head, una estructura heretada que limitava el rendiment a escenaris amb gran càrrega d'E/S. En canvi, NTFSPLUS es recolza en mecanismes més recents del nucli, cosa que permet reduir colls d'ampolla i aprofitar millor els recursos de maquinari actuals, especialment en sistemes amb diversos nuclis.

Una altra millora rellevant és la transició completa a folis per gestionar les pàgines de memòria associades als fitxers. Aquest canvi encaixa amb la direcció actual del desenvolupament del nucli de Linux i facilita una millor gestió de la memòria, cosa que es tradueix en més estabilitat i eficiència quan es treballa amb arxius grans o amb molts accessos simultanis.

Pel que fa a funcionalitats, NTFSPLUS ofereix muntatge amb mapeig d'ID, una cosa molt útil quan es comparteixen volums NTFS entre Windows i Linux i es vol alinear correctament els identificadors dusuari i grup. També implementa assignació retardada de blocs, una tècnica que permet agrupar escriptures i reduir la fragmentació, millorant el rendiment general del sistema de fitxers.

El controlador ve acompanyat de utilitats de línia d'ordres específiques, incloent eines tipus fsck per comprovar i reparar la integritat del sistema de fitxers NTFS gestionat per NTFSPLUS. Aquest punt és fonamental per poder confiar-hi en escenaris de producció o quan es manegen dades importants.

Rendiment i avantatges davant de NTFS3 i NTFS-3G

Un dels aspectes on NTFSPLUS realment destaca és el rendiment sota càrrega de treball multiprocés. Les proves presentades mostren que, amb múltiples fils d'escriptura, NTFSPLUS supera clarament NTFS3 en velocitat, aprofitant millor els recursos del sistema. Això és especialment rellevant en servidors, equips de treball intensiu o situacions en què es copien molts fitxers de manera concurrent.

A escenaris d'accés monofil, el salt no és tan espectacular, però tot i així s'aprecien millores moderades respecte a NTFS3. Pel que fa a la lectura pura, les xifres de rendiment dels dos controladors tendeixen a estar en un nivell molt similar, per la qual cosa la gran diferència es nota de debò quan el sistema escriu molt i alhora.

Si comparem amb NTFS-3G, la cosa encara és més clara: NTFSPLUS, en funcionar íntegrament a l'espai de nucli, redueix la latència i millora notablement les operacions d'E/S. NTFS-3G continua sent una opció vàlida en termes de compatibilitat, però la seva naturalesa basada en FUSE fa que es quedi enrere en rendiment davant d'un controlador modern al nucli.

Un altre punt delicat és el suport de journaling. A NTFS3 s'anunciava suport de registre de canvis, però a la pràctica no està plenament implementat. Això genera desconfiança en part de la comunitat, perquè el journaling és clau per evitar pèrdua de dades en talls denergia o apagats bruscos. NTFSPLUS, per la seva banda, ja contempla el journaling al seu full de ruta i l'inclou de manera explícita entre els seus objectius de desenvolupament.

A més, la manera com es distribueix NTFSPLUS també és un punt a favor: el codi s'ha publicat com una sèrie oberta de pegats que sumen més de 34.000 línies, cosa que facilita la revisió per part d'altres desenvolupadors del nucli. Aquesta transparència permet detectar problemes abans que arribin a producció i crea una base de confiança molt més gran que la d'un controlador amb manteniment poc clar.

Estat del projecte i adopció al nucli de Linux

Avui dia, NTFSPLUS encara no forma part de la branca principal del nucli de Linux, però la comunitat ja ha mostrat un interès significatiu en el projecte. El fet que estigui impulsat per un desenvolupador amb trajectòria i que s'hagi treballat amb el codi obert des del principi augmenta les possibilitats que s'acabi integrant de manera oficial.

La seva adopció suposaria un canvi important per a qualsevol que necessiti treballar sovint amb unitats formatades a Windows. Fins ara, el suport de NTFS a Linux era un compromís entre rendiment, estabilitat i facilitat de manteniment, i cap controlador acabava de brillar als tres fronts alhora. NTFSPLUS apunta a cobrir aquest forat oferint un equilibri més sòlid.

Mentre no s'inclogui al nucli principal, és probable que algunes distribucions ofereixin NTFSPLUS com a mòdul opcional oa través de repositoris addicionals, especialment les més orientades a usuaris avançats oa entorns de servidor. En qualsevol cas, la pressió de la comunitat i els beneficis evidents en rendiment juguen a favor seu.

Si NTFSPLUS es consolida, podríem veure un desplaçament progressiu de NTFS3 com a controlador de referència per a NTFS a Linux. Això també alleujaria la dependència de NTFS-3G per a determinats casos d'ús, reservant-ho potser per a escenaris molt concrets o per a compatibilitats específiques on FUSE tingui algun avantatge.

En definitiva, el projecte es perfila com un pas molt rellevant cap a un suport de NTFS a Linux que sigui realment competitiu, fiable i mantenible a llarg termini, cosa que feia anys que era una assignatura pendent tant per a usuaris domèstics com per a professionals.

Altres sistemes de fitxers importants a Linux

Un cop entès on encaixa NTFSPLUS, és important recordar que, per instal·lar i utilitzar Linux en el dia a dia, el més habitual és recórrer a sistemes d'arxius nadius del propi sistema. No tothom serveix per a tot: alguns són millors per a SSD, altres brillen en servidors amb RAID, i altres prioritzen l'estabilitat per sobre de les funcions avançades.

Convé tenir clares les diferències perquè, encara que moltes distribucions trien un sistema de fitxers per defecte durant la instal·lació, podem personalitzar aquest aspecte segons les nostres necessitats. Escollir bé des del principi pot estalviar-nos maldecaps, sobretot en servidors o entorns on la pèrdua de dades no és una opció.

A més, cal tenir molt present que no tots els sistemes de fitxers permeten arrencar una distribució Linux o el mateix carregador d'arrencada. Alguns formats s'utilitzen millor per a dades, còpies de seguretat o volums compartits, però no per a la partició arrel del sistema.

Repassarem els principals sistemes de fitxers que ofereix Linux actualment: EXT4 (juntament amb els seus predecessors EXT2 i EXT3), XFS, F2FS, BtrFS i OpenZFS, comentant de forma clara en què es diferencien, quins són els seus avantatges i quins usos es recomanen per a cadascú.

EXT4: l'estàndard de facto a la majoria de distribucions

EXT4, acrònim de Fourth Extended Filesystem, és el sistema darxius més utilitzat en equips descriptori i portàtils amb Linux. A grans trets, se sol dir que és “l'NTFS de Linux” perquè compleix un paper semblant: format per defecte, molt provat, estable i suficient per a la majoria d'usuaris.

EXT4 va arribar com a evolució d'EXT3 i introdueix nombroses millores en rendiment, fiabilitat i suport per a unitats modernes com els SSD. Entre les seves característiques més destacades hi ha el journaling integrat, que ajuda a protegir les dades davant de talls d'energia, i una gestió d'extensions i una assignació retardada que redueix la fragmentació i millora el rendiment en l'ús diari.

Una de les seves grans avantatges és que forma part del nucli de Linux des de fa anys i està molt ben suportat. No cal instal·lar res addicional ni realitzar configuracions estranyes: gairebé qualsevol distro és capaç de fer-lo servir de sèrie, tant per a la partició arrel com per a altres particions de dades.

A més, EXT4 suporta funcions interessants com TRIM per a SSD i la possibilitat de desactivar el journaling si es vol perllongar la vida útil dunitats flaix reduint les escriptures. No sol ser necessari per a ús normal, però pot ser útil en casos molt específics on cada cicle d'escriptura compta.

El seu principal “però” és que, malgrat les millores, segueix sent una tecnologia amb arrels antigues, hereva d'EXT, EXT2 i EXT3. Això no vol dir que sigui dolent, sinó que no incorpora de forma nativa certes funcions avançades que sí que ofereixen sistemes més moderns com BtrFS o ZFS, especialment quant a snapshots o gestió de volums.

XFS: rendiment extrem en grans volums

XFS és un sistema de fitxers amb molta solera, dissenyat originalment per estacions de treball orientades al renderitzat 3D i càrregues de treball molt intensives. Tot i les seves més de tres dècades d'història, continua sent una de les opcions preferides d'usuaris avançats i administradors de sistemes que manegen grans quantitats de dades.

Està especialment optimitzat per sistemes que fan moltes lectures i escriptures de forma constant, mantenint un rendiment molt alt fins i tot en condicions de màxima càrrega. Per aconseguir-ho, empra tècniques avançades com a inodes assignats dinàmicament, algorismes específics per organitzar les dades i grups d'emmagatzematge (allocation groups) que permeten millorar el rendiment com més gran és el volum.

Igual que EXT4, XFS s'inclou directament al nucli de Linux i no requereix configuracions especials per començar a fer-lo servir. No obstant això, moltes distribucions no ho ofereixen com a opció predeterminada a l'instal·lador, i pot resultar una mica més complex configurar-lo correctament si no es té experiència.

Entre els seus avantatges destaquen el gran rendiment en unitats o conjunts dunitats molt grans i la seva optimització per SSD, incloent suport per a TRIM i funcions que redueixen la fragmentació. És especialment potent quan es gestiona emmagatzematge de gran capacitat o sistemes amb múltiples discos.

La part negativa és que, per defecte, XFS utilitza journaling i no permet desactivar-lo. A més, la seva complexitat fa que no sigui el sistema de fitxers més amigable per a usuaris novells. Se sol recomanar per a servidors, estacions de treball professionals o sistemes on es prioritza el rendiment per sobre de la senzillesa.

F2FS: pensat des de zero per a memòries flash

F2FS (Flash-Friendly File System) va ser dissenyat per Samsung amb una idea clara: aprofitar al màxim el potencial de les unitats basades en NAND, com a memòries USB, targetes de memòria i, sobretot, SSD. En lloc d'adaptar un sistema de fitxers clàssic, se'n va crear un de nou pensant directament en les característiques d'aquest tipus d'emmagatzematge.

La seva estratègia consisteix en dividir la unitat en segments petits per distribuir les escriptures i evitar picar sempre els mateixos blocs. D'aquesta manera, el desgast es reparteix i s'allarga la vida útil del dispositiu. A més, F2FS inclou suport per a tecnologies específiques de SSD com TRIM i FITRIM, que ajuden el sistema operatiu a gestionar millor els blocs lliures.

Moltes distribucions ofereixen suport per a F2FS, però no totes ho inclouen de sèrie ni ho mostren com a opció als instal·ladors. Sol estar més present en entorns específics, com ara dispositius mòbils, sistemes encastats o instal·lacions personalitzades d'usuaris avançats que volen esprémer al màxim un SSD concret.

Els seus punts forts són clars: està especialment adaptat a la tecnologia flash, és modern i continua evolucionant. En escenaris adequats pot oferir un comportament molt equilibrat entre el rendiment i la durabilitat de la unitat.

No obstant això, si ho comparem amb alternatives com EXT4 o BtrFS, no sol destacar de forma aclaparadora ni en velocitat pura ni en seguretat de dades. Tampoc no és la millor opció per a discos mecànics, on els seus avantatges perden sentit. Per això, el seu ús es recomana sobretot a SSD i dispositius flash on es busqui una optimització molt específica.

BtrFS: funcions avançades i enfocament modern

BtrFS, abreviatura de B-tree File System, va ser creat per Oracle amb la intenció de esdevenir el successor natural d'EXT. Tot i que encara no ha aconseguit desbancar-lo com a estàndard per defecte, sí que ha guanyat una quota important en entorns on es necessiten funcions avançades de gestió de dades.

Una de les seves grans cartes és la capacitat d'oferir desfragmentació avançada, compressió transparent i snapshots (instantànies) de les dades. Aquestes instantànies permeten replicar informació, migrar-la entre unitats o crear còpies de seguretat incrementals de forma molt eficient, una cosa molt apreciada en servidors i estacions de treball crítiques.

BtrFS és compatible amb configuracions RAID, encara que no està especialment afinat per a muntatges RAID molt complexos. Tot i així, molts usuaris ho trien per a SSD perquè, a diferència d'altres sistemes d'arxius, no activa journaling de la forma tradicional i prioritza altres estratègies de protecció de dades, a més de suportar TRIM i tècniques de desfragmentació pensades per a unitats d'estat sòlid.

A la pràctica, la majoria de distribucions modernes inclouen suport per a BtrFS, i algunes, com OpenSUSE, fins i tot l'usen com a sistema de fitxers per defecte per a la instal·lació. Això reflecteix la confiança creixent en la maduresa, encara que encara es considera una opció més orientada a usuaris que sàpiguen el que estan fent.

Entre els seus avantatges trobem un disseny modern, en desenvolupament constant, i un conjunt d'eines molt potent per gestionar dades i còpies de seguretat. Tot i això, també arrossega alguns punts febles: se l'acusa de certa inestabilitat en escenaris límit i, si es produeixen bloquejos greus, hi ha risc de pèrdua de dades. A més, algunes funcions mal configurades poden arribar a perjudicar la vida útil dels SSD.

OpenZFS: el rei del RAID i els grans volums

OpenZFS és un fork comunitari de ZFS (Zettabyte File System), originalment desenvolupat per Sun Microsystems. Després dels problemes de llicències que impedien integrar ZFS directament al nucli de Linux, la comunitat va impulsar OpenZFS com a alternativa oberta, i des del 2010 el projecte ha crescut fins a tenir suport directe en moltes distribucions, incloent Ubuntu des del 2016.

La seva gran especialitat és el treball amb sistemes RAID complexos i volums d'emmagatzematge molt grans. OpenZFS és compatible amb pràcticament totes les configuracions RAID habituals i afegeix la seva pròpia variant, RAIDZ, que millora la redundància i redueix el risc de pèrdua de dades davant de talls d'energia o fallades de discos.

OpenZFS no està pensat per a l'usuari casual: la seva configuració és complexa, consumeix força recursos de RAM i CPU, i exigeix ​​entendre bé com s'organitzen els pools, datasets i snapshots. Quan es fa servir correctament, ofereix un nivell de seguretat i control sobre les dades que pocs sistemes de fitxers poden igualar.

Entre els seus avantatges destaquen la robustesa en configuracions RAID, les múltiples opcions de redundància i verificació d'integritat i un rendiment excel·lent quan es maneja molt volum de dades de forma constant. És molt apreciat a NAS professionals, servidors de backup i entorns on la integritat de la informació és crítica.

El gran inconvenient és que, fora de configuracions RAIDZ ben dissenyades, pot ser més propens a pèrdues de dades en cas d'apagada o errors elèctrics. També resulta excessiu per a un simple equip descriptori i, en general, no es recomana a usuaris sense experiència en administració de sistemes.

Com triar el millor sistema de fitxers segons el teu cas

Després de veure totes aquestes opcions, el gran dubte és evident: quin sistema de fitxers convé utilitzar en cada situació? No hi ha una resposta única vàlida per a tothom, però sí algunes recomanacions força clares que poden servir com a guia pràctica.

Si el que busques és anar sobre segur, sense complicar-te la vida, EXT4 continua sent l'aposta més raonable per a la majoria dels usuaris. És el format recomanat per defecte en moltes distribucions, ofereix una barreja molt equilibrada d'estabilitat, rendiment i senzillesa, i funciona bé tant a discos mecànics com a SSD.

Quan lobjectiu és esprémer un SSD i allargar al màxim la seva vida útil, val la pena valorar opcions més modernes com BtrFS o F2FS. BtrFS ofereix un plus en funcions avançades (snapshots, compressió, etc.), mentre que F2FS se centra més a optimitzar l'escriptura per a memòries flaix. Aquí entra en joc el tipus dús i el nivell de coneixements de lusuari.

En servidors, NAS casolans o equips on es configurarà un RAID amb diversos discos, OpenZFS sol ser l'opció preferent quan es vol el màxim nivell de seguretat i control. Formatar els volums amb ZFS o OpenZFS i muntar les unitats en RAIDZ permet assolir un equilibri molt potent entre rendiment, redundància i capacitat de recuperació davant de fallades.

En paral·lel, si en aquest entorn cal accedir a dades de particions NTFS, NTFSPLUS es perfila com el complement ideal dins de Linux per tractar discos procedents de Windows. En oferir un suport modern, ràpid i amb full de ruta clar per al journaling, es pot convertir en la peça que faltava per treballar de forma fluida entre tots dos mons sense resignar-se a un rendiment pobre oa controladors de qualitat dubtosa.

Al final, la clau és combinar de forma intel·ligent les diferents peces: utilitzar sistemes de fitxers nadius de Linux (EXT4, XFS, BtrFS, F2FS, OpenZFS) per al sistema i les dades principals, i recórrer a controladors com NTFSPLUS quan sigui imprescindible conviure amb unitats de Windows. Amb aquesta estratègia, s'aprofiten les fortaleses de cada tecnologia i es minimitzen els seus punts febles, aconseguint un entorn Linux molt més robust, eficient i còmode de fer servir en el dia a dia.