NTFS PLUS su Linux e altri file system essenziali

Informatec Digital » Risorse » NTFS PLUS su Linux e altri file system essenziali

Quando si lavora con Linux e si ha bisogno di accedere a dischi formattati da Windows, il file system NTFS è spesso un ospite indesiderato: ne abbiamo assolutamente bisogno, ma per anni il supporto del kernel è stato, per usare un eufemismo, migliorabile. L'arrivo del nuovo driver NTFSPLUS cambia completamente questo panorama in LinuxVale la pena capire cosa apporta, da dove proviene e in che modo si differenzia da quanto esisteva finora.

Allo stesso tempo, vale la pena di metterlo in relazione con gli altri file system che possiamo utilizzare in Linux. Non tutti i formati hanno lo stesso scopo e non sono tutti ugualmente consigliati a seconda dell'uso.Non è la stessa cosa installare un SSD per il sistema rispetto a... NAS con RAID o un'unità esterna che condivideremo con Windows. Diamo un'occhiata più da vicino a cos'è NTFSPLUS, quali problemi risolve rispetto a NTFS3 e NTFS-3G e come si inserisce nell'ecosistema di file system come EXT4, XFS, F2FS, BtrFS o OpenZFS.

Che cos'è NTFSPLUS e perché è così importante in Linux?

Un nuovo driver per lavorare con NTFS è apparso di recente nell'ecosistema Linux chiamato NTFSPLUS, un'implementazione moderna e ad alte prestazioni Progettato per essere integrato nel kernel, il suo obiettivo principale è offrire un supporto completo in lettura e scrittura per le partizioni NTFS, migliorando sia la stabilità che la velocità rispetto alle soluzioni precedenti.

Lo sviluppo di questo controller è portato avanti da Namjae Jeong, un ingegnere con una vasta esperienza nei file system LinuxÈ lo stesso sviluppatore che ha adattato il driver exFAT per l'integrazione nel kernel e che si occupa della manutenzione del modulo server SMB nello spazio kernel (KSMBD). La sua precedente esperienza con i file system Microsoft gli ha permesso di approcciare NTFS partendo da basi molto solide.

La motivazione per la creazione di NTFSPLUS nasce da una situazione piuttosto particolare: il vecchio driver del kernel NTFS di sola lettura è stato rimossoLa lacuna principale è stata colmata da NTFS3, un driver fornito da Paragon Software con supporto in lettura e scrittura. In teoria, NTFS3 avrebbe dovuto essere la soluzione definitiva, ma secondo lo stesso Jeong e alcuni membri della community, la sua manutenzione, qualità e stabilità non sono state all'altezza delle aspettative.

Nel frattempo, molte distribuzioni continuavano a fare affidamento su NTFS-3G, un driver per lo spazio utente basato su FUSESebbene sia piuttosto robusto, le sue prestazioni sono inferiori a quelle di un driver all'interno del kernel e aggiunge una certa latenza, particolarmente evidente nelle scritture intensive o nelle operazioni multi-thread.

Per risolvere tutto questo, NTFSPLUS è stato costruito a partire da Vecchio driver del kernel NTFS di sola lettura, noto per il suo codice pulito e ben documentatoSu questa base chiara e di facile manutenzione, sono stati aggiunti il ​​supporto completo alla scrittura e una serie di miglioramenti tecnici all'avanguardia, che lo rendono un'alternativa molto seria a NTFS3.

Caratteristiche tecniche principali di NTFSPLUS

NTFSPLUS non è una semplice “patch” per aggiungere l’accesso in scrittura a un vecchio driver; Si tratta di una profonda reimplementazione che incorpora moderne tecnologie di gestione dei blocchi nel kernel.Uno degli elementi chiave è l'uso di iomap, un'infrastruttura kernel che semplifica il modo in cui i file system gestiscono l'allocazione dei blocchi sul disco.

Inoltre, è stato svolto un lavoro su Rimozione della testina del buffer, una struttura obsoleta che limitava le prestazioni in scenari con carichi di I/O elevati. NTFSPLUS si basa invece su meccanismi kernel più recenti, che riducono i colli di bottiglia e sfruttano al meglio le risorse hardware attuali, soprattutto nei sistemi multi-core.

Un altro miglioramento rilevante è il passaggio completo ai fogli per gestire le pagine di memoria associate ai file. Questa modifica è in linea con l'attuale direzione di sviluppo del kernel Linux e facilita una migliore gestione della memoria, con conseguente maggiore stabilità ed efficienza quando si lavora con file di grandi dimensioni o con molti accessi simultanei.

In termini di funzionalità, NTFSPLUS offre assemblaggio con mappatura IDQuesto è molto utile quando si condividono volumi NTFS tra Windows e Linux e si desidera allineare correttamente gli ID utente e gruppo. Implementa anche allocazione ritardata del blocco, una tecnica che consente di raggruppare le scritture e ridurre la frammentazione, migliorando le prestazioni complessive del file system.

Il controller è dotato di utilità specifiche della riga di comando, inclusi strumenti di tipo fsck per controllare e riparare l'integrità del file system NTFS gestito da NTFSPLUS. Questo punto è fondamentale per poter contare su di esso in scenari di produzione o durante la gestione di dati importanti.

Prestazioni e vantaggi rispetto a NTFS3 e NTFS-3G

Uno degli aspetti in cui NTFSPLUS eccelle davvero è nelle prestazioni in caso di carichi di lavoro multiprocesso. I test presentati mostrano che, con più thread di scrittura, NTFSPLUS supera nettamente NTFS3 in termini di velocità, sfruttando al meglio le risorse di sistema. Questo è particolarmente rilevante su server, sistemi ad alto carico di lavoro o in situazioni in cui vengono copiati molti file contemporaneamente.

Negli scenari di accesso a filo singolo, il salto non è così drammatico, ma Ciononostante, si notano dei miglioramenti moderati rispetto a NTFS3.Per quanto riguarda la lettura pura, i dati sulle prestazioni di entrambi i controller tendono ad essere molto simili, quindi la grande differenza è davvero evidente quando il sistema scrive molto e contemporaneamente.

Se lo confrontiamo con NTFS-3G, le cose sono ancora più chiare: NTFSPLUS, operando interamente nello spazio kernel, riduce la latenza e migliora significativamente le operazioni di I/ONTFS-3G rimane un'opzione valida in termini di compatibilità, ma la sua natura basata su FUSE lo rende meno performante rispetto a un driver kernel moderno.

Un altro punto delicato è il supporto alla registrazione. NTFS3 è stato pubblicizzato per supportare la registrazione delle modifiche, ma in pratica non è completamente implementatoCiò genera sfiducia in alcuni membri della comunità, poiché il journaling è fondamentale per prevenire la perdita di dati durante interruzioni di corrente o arresti improvvisi. NTFSPLUS, da parte sua, include già il journaling nella sua roadmap e lo elenca esplicitamente tra i suoi obiettivi di sviluppo.

Inoltre, anche il modo in cui NTFSPLUS è distribuito è un punto a suo favore: Il codice è stato rilasciato come una serie aperta di patch per un totale di oltre 34.000 righe.Ciò facilita la revisione da parte di altri sviluppatori del kernel. Questa trasparenza consente di rilevare i problemi prima che raggiungano la produzione e crea una base di fiducia molto più ampia rispetto a un driver con una manutenzione poco chiara.

Stato del progetto e adozione nel kernel Linux

Ad oggi, NTFSPLUS non fa ancora parte del ramo principale del kernel Linux, ma La comunità ha già mostrato un notevole interesse per il progetto.Il fatto che sia gestito da uno sviluppatore con una comprovata esperienza e che sia stato sviluppato con codice open source fin dall'inizio aumenta le probabilità che alla fine venga integrato ufficialmente.

La sua adozione rappresenterebbe un cambiamento significativo per chiunque abbia spesso bisogno di lavorare con unità formattate in Windows. Finora, il supporto NTFS in Linux era un compromesso tra prestazioni, stabilità e facilità di manutenzione.E nessun pilota ha eccelso contemporaneamente su tutti e tre i fronti. NTFSPLUS mira a colmare questa lacuna offrendo un equilibrio più solido.

Finché non sarà incluso nel kernel principale, è probabile che Alcune distribuzioni offrono NTFSPLUS come modulo opzionale o tramite repository aggiuntivi, in particolare quelli rivolti agli utenti avanzati ambienti serverIn ogni caso, la pressione della comunità e gli evidenti vantaggi in termini di prestazioni giocano a loro favore.

Se NTFSPLUS si afferma, potremmo vedere un progressivo allontanamento da NTFS3 come driver di riferimento per NTFS su Linux. Ciò ridurrebbe anche la dipendenza da NTFS-3G per determinati casi d'uso, riservandolo forse a scenari molto specifici o per specifiche compatibilità in cui FUSE presenta qualche vantaggio.

In breve, il progetto si sta configurando come un passo molto importante verso un supporto NTFS realmente competitivo, affidabile e gestibile a lungo termine in Linux, un problema che è stato oggetto di discussione sia per gli utenti domestici che per i professionisti per anni.

Altri file system importanti in Linux

Una volta capito dove si inserisce NTFSPLUS, è importante ricordare che, Per installare e utilizzare Linux quotidianamente, è comune utilizzare i file system nativi del sistema.Non tutti sono adatti a tutto: alcuni sono più adatti agli SSD, altri brillano nei server con RAID e altri ancora danno priorità alla stabilità rispetto alle funzionalità avanzate.

È importante comprendere le differenze perché, sebbene molte distribuzioni scelgano un file system predefinito durante l'installazione, Possiamo personalizzare questo aspetto in base alle nostre esigenze.Scegliere bene fin dall'inizio può risparmiarci grattacapi, soprattutto nei server o negli ambienti in cui la perdita di dati non è un'opzione.

Inoltre, è importante tenere presente che Non tutti i file system consentono l'avvio di una distribuzione Linux o del boot manager stesso.Alcuni formati sono più adatti per dati, backup o volumi condivisi, ma non per la partizione root del sistema.

Esamineremo i principali file system attualmente offerti da Linux: EXT4 (insieme ai suoi predecessori EXT2 ed EXT3), XFS, F2FS, BtrFS e OpenZFS, spiegando ciascuno di essi in modo chiaro. In cosa differiscono, quali sono i loro vantaggi e quali sono gli usi consigliati per ciascuno?.

EXT4: lo standard de facto nella maggior parte delle distribuzioni

EXT4, acronimo di Fourth Extended Filesystem, è il file system più utilizzato sui computer desktop e laptop con LinuxIn termini generali, viene spesso definito "l'NTFS di Linux" perché svolge una funzione simile: formato predefinito, molto ben testato, stabile e sufficiente per la maggior parte degli utenti.

EXT4 è arrivato come evoluzione di EXT3 e introduce Numerosi miglioramenti nelle prestazioni, nell'affidabilità e nel supporto per unità moderne come gli SSDTra le sue caratteristiche più importanti ci sono il journaling integrato, che aiuta a proteggere i dati dalle interruzioni di corrente, e la gestione delle estensioni e l'allocazione ritardata che riducono la frammentazione e migliorano le prestazioni nell'uso quotidiano.

Uno dei suoi grandi vantaggi è quello È parte del kernel Linux da anni ed è molto ben supportato.Non c'è bisogno di installare nulla di extra o di effettuare configurazioni strane: quasi tutte le distribuzioni possono utilizzarlo immediatamente, sia per la partizione root che per le altre partizioni dati.

Inoltre, EXT4 supporta interessanti funzionalità come TRIM per SSD e la possibilità di disabilitare il journaling Se si desidera prolungare la durata delle unità flash riducendo le scritture, in genere questa operazione non è necessaria per un utilizzo normale, ma può essere utile in casi molto specifici in cui ogni ciclo di scrittura è importante.

Il suo principale svantaggio è che, nonostante i miglioramenti, Rimane una tecnologia dalle radici antiche, erede di EXT, EXT2 ed EXT3Ciò non significa che sia negativo, ma piuttosto che non incorpora in modo nativo alcune funzionalità avanzate offerte dai sistemi più moderni come BtrFS o ZFS, in particolare per quanto riguarda gli snapshot o la gestione dei volumi.

XFS: prestazioni estreme ad alti volumi

XFS è un file system consolidato, originariamente progettato per postazioni di lavoro orientate al rendering 3D e carichi di lavoro molto intensiviNonostante i suoi oltre trent'anni di storia, resta una delle scelte preferite dagli utenti avanzati e dagli amministratori di sistema che gestiscono grandi quantità di dati.

È ottimizzato appositamente per sistemi che eseguono costantemente numerose letture e scrittureMantiene prestazioni molto elevate anche in condizioni di carico massimo. Per raggiungere questo obiettivo, impiega tecniche avanzate come inode allocati dinamicamente, algoritmi specifici per l'organizzazione dei dati e gruppi di allocazione che migliorano le prestazioni all'aumentare del volume.

Come EXT4, XFS è incluso direttamente nel kernel Linux e Non richiede alcuna configurazione speciale per iniziare a utilizzarloTuttavia, molte distribuzioni non la offrono come opzione predefinita nel programma di installazione e configurarla correttamente può risultare un po' più complessa se non si ha esperienza.

I suoi vantaggi includono: Elevate prestazioni su unità o set di unità molto grandi e la loro ottimizzazione per SSDInclude il supporto per TRIM e funzionalità che riducono la frammentazione. È particolarmente efficace nella gestione di sistemi di archiviazione ad alta capacità o multi-disco.

Lo svantaggio è che, per impostazione predefinita, XFS utilizza il journaling e non ne consente la disattivazione.Inoltre, la sua complessità lo rende meno intuitivo per gli utenti meno esperti. È generalmente consigliato per server, workstation professionali o sistemi in cui le prestazioni sono prioritarie rispetto alla semplicità.

F2FS: progettato da zero per la memoria flash

F2FS (Flash-Friendly File System) è stato progettato da Samsung con un'idea chiara: per sfruttare appieno il potenziale delle unità basate su NANDcome unità USB, schede di memoria e soprattutto SSD. Invece di adattare un file system classico, ne è stato creato uno nuovo, specificamente pensato per le caratteristiche di questo tipo di archiviazione.

La loro strategia consiste in dividere l'unità in piccoli segmenti per distribuire le scritture ed evita di sovrascrivere ripetutamente gli stessi blocchi. Questo distribuisce l'usura e prolunga la durata del dispositivo. Inoltre, F2FS include il supporto per tecnologie specifiche per SSD come TRIM e FITRIM, che aiutano il sistema operativo a gestire meglio i blocchi liberi.

Molte distribuzioni offrono supporto per F2FS, ma Non tutti lo includono come standard o lo mostrano come opzione negli installatoriDi solito è più diffuso in ambienti specifici, come dispositivi mobili, sistemi embedded o installazioni personalizzate da parte di utenti avanzati che desiderano sfruttare al meglio un determinato SSD.

I suoi punti di forza sono chiari: È particolarmente adatto alla tecnologia flash, è moderno e continua ad evolversiIn scenari adatti, può offrire un equilibrio ottimale tra durata dell'unità e prestazioni.

Tuttavia, se lo confrontiamo con alternative come EXT4 o BtrFS, Di solito non si distingue particolarmente né per la velocità pura né per la sicurezza dei dati.Non è la soluzione migliore nemmeno per i dischi rigidi meccanici, dove i suoi vantaggi vengono vanificati. Pertanto, il suo utilizzo è consigliato principalmente per SSD e unità flash, dove è richiesta un'ottimizzazione molto specifica.

BtrFS: funzionalità avanzate e un approccio moderno

BtrFS, abbreviazione di B-tree File System, è stato creato da Oracle con l'intenzione di diventare il successore naturale di EXTSebbene non sia ancora riuscito a spodestarlo come standard predefinito, ha guadagnato una quota di mercato significativa in ambienti in cui sono necessarie funzioni avanzate di gestione dei dati.

Uno dei suoi grandi punti di forza è l' capacità di offrire deframmentazione avanzata, compressione trasparente e snapshot dei datiQuesti snapshot consentono di replicare le informazioni, di migrarle tra unità o di creare backup incrementali in modo molto efficiente, un aspetto molto apprezzato nei server e nelle workstation critiche.

BtrFS è compatibile con le configurazioni RAID, sebbene Non è particolarmente adatto per configurazioni RAID molto complesse.Tuttavia, molti utenti lo scelgono per gli SSD perché, a differenza di altri file system, non attiva il journaling nel modo tradizionale e dà priorità ad altre strategie di protezione dei dati, oltre a supportare le tecniche TRIM e di deframmentazione progettate per le unità a stato solido.

In pratica, la maggior parte delle distribuzioni moderne include il supporto per BtrFS e Alcuni, come OpenSUSE, lo usano addirittura come file system predefinito per l'installazione.Ciò riflette una crescente fiducia nella sua maturità, sebbene sia ancora considerata un'opzione più orientata agli utenti che sanno cosa stanno facendo.

Tra i suoi vantaggi troviamo un design moderno, in continua evoluzione e un potente set di strumenti per la gestione dei dati e dei backupTuttavia, presenta anche alcuni punti deboli: è accusato di essere piuttosto instabile in scenari estremi e, in caso di crash gravi, c'è il rischio di perdita di dati. Inoltre, alcune funzioni configurate in modo errato possono ridurre la durata degli SSD.

OpenZFS: il re del RAID e dei grandi volumi

OpenZFS è un fork comunitario di ZFS (Zettabyte File System), originariamente sviluppato da Sun Microsystems. A seguito di problemi di licenza che hanno impedito l'integrazione diretta di ZFS nel kernel Linux, La comunità ha promosso OpenZFS come alternativa aperta.Dal 2010 il progetto è cresciuto fino a ottenere il supporto diretto in numerose distribuzioni, tra cui Ubuntu dal 2016.

La sua grande specialità è Lavoro con sistemi RAID complessi e volumi di archiviazione molto grandiOpenZFS è compatibile con praticamente tutte le configurazioni RAID più comuni e aggiunge una sua variante, RAIDZ, che migliora la ridondanza e riduce il rischio di perdita di dati in caso di interruzioni di corrente o guasti del disco.

OpenZFS non è destinato all'utente occasionale: La sua configurazione è complessa e consuma molte risorse RAM e CPU.Richiede una conoscenza approfondita dell'organizzazione di pool, set di dati e snapshot. Se utilizzato correttamente, offre un livello di sicurezza e controllo dei dati che pochi file system possono eguagliare.

Tra i suoi vantaggi ci sono i Robustezza nelle configurazioni RAID, molteplici opzioni di ridondanza e verifica dell'integrità e prestazioni eccellenti nella gestione continua di grandi volumi di dati. È molto apprezzato nei sistemi NAS professionali, nei server di backup e negli ambienti in cui l'integrità dei dati è fondamentale.

Lo svantaggio principale è che, al di fuori delle configurazioni RAIDZ ben progettate, Potrebbe essere più soggetto a perdite di dati in caso di interruzioni di corrente o guasti.È inoltre eccessivo per un semplice computer desktop e generalmente non è consigliato agli utenti senza esperienza nell'amministrazione di sistema.

Come scegliere il file system più adatto alle tue esigenze

Dopo aver esaminato tutte queste opzioni, la domanda fondamentale è ovvia: Quale file system è meglio utilizzare in ogni situazione? Non esiste una risposta unica e valida per tutti, ma ci sono alcuni consigli abbastanza chiari che possono fungere da guida pratica.

Se vuoi andare sul sicuro, senza complicarti la vita, EXT4 rimane la scelta più ragionevole per la maggior parte degli utentiÈ il formato predefinito consigliato in molte distribuzioni, offre un mix molto equilibrato di stabilità, prestazioni e semplicità e funziona bene sia su unità meccaniche che SSD.

Quando l'obiettivo è Ottieni il massimo da un SSD e prolungane la durata.Vale la pena considerare opzioni più moderne come BtrFS o F2FS. BtrFS offre funzionalità avanzate aggiuntive (snapshot, compressione, ecc.), mentre F2FS si concentra maggiormente sull'ottimizzazione della velocità di scrittura per la memoria flash. Il tipo di utilizzo e il livello di competenza dell'utente entrano in gioco.

Su server, dispositivi NAS domestici o apparecchiature in cui verrà configurato un array RAID con più dischi, OpenZFS è solitamente l'opzione preferita quando si desidera il massimo livello di sicurezza e controlloLa formattazione dei volumi con ZFS o OpenZFS e il montaggio delle unità in RAIDZ consentono di ottenere un equilibrio molto efficace tra prestazioni, ridondanza e ripristino in caso di errore.

Parallelamente, se in quell'ambiente è necessario l'accesso ai dati della partizione NTFS, NTFSPLUS si sta affermando come il complemento ideale all'interno di Linux per la gestione dei dischi da Windows.Offrendo un supporto roadmap moderno, veloce e chiaro per il journaling, può diventare il tassello mancante per lavorare senza problemi tra i due mondi senza dover accontentarsi di prestazioni scadenti o driver di dubbia qualità.

In definitiva, la chiave è combinare in modo intelligente i diversi elementi: Utilizzare file system nativi Linux (EXT4, XFS, BtrFS, F2FS, OpenZFS) per il sistema e i dati principalie ricorrere a driver come NTFSPlus quando coesistono con unità Windows è essenziale. Questa strategia sfrutta i punti di forza di ciascuna tecnologia e ne minimizza i punti deboli, dando vita a un ambiente Linux molto più robusto, efficiente e intuitivo per l'uso quotidiano.