Sollte man auf einem NAS das Dateisystem Ext4 oder Btrfs verwenden?

Alle Betriebssysteme verfügen über ein Dateisystem, das regelt, wie Informationen gespeichert und abgerufen werden, unabhängig vom physischen Medium (Festplatten, SSDs, USB-Sticks usw.). Es ist sehr wichtig, das richtige Dateisystem einzurichten, da jedes Dateisystem seine eigenen Vorteile hat und einige für einen bestimmten Zweck besser sind, während andere für einen anderen Zweck viel besser geeignet sind. Auf einem Synology NAS-Server kann man zwischen EXT4 oder Btrfs wählen, aber welches der beiden Dateisysteme soll man wählen?

EXT4

EXT4 ist eines der am häufigsten verwendeten Dateisysteme in Linux-basierten Betriebssystemen, wie z. B. bei DSM, das OS von Synology. Dieses Dateisystem ist transaktionsorientiert und hat sehr wichtige Eigenschaften, z. B. dass es keinen sehr leistungsstarken Prozessor benötigt und dass die Lese- und Schreibgeschwindigkeit hervorragend ist.

EXT4 ermöglicht es Ihnen, die Fragmentierung des Dateisystems abzuschwächen und eignet sich daher für die Verwendung eines NAS, mit dem viele Dokumente aller Größenordnungen kopiert werden. Darüber hinaus verfügt es über Werkzeuge, mit denen Sie einzelne Dateien und sogar ganze Datenträger defragmentieren können, ohne sie auseinandernehmen zu müssen. Die grundlegenden Merkmale von EXT4 sind folgende:

• Maximale Dokumentgröße: 16TiB bei Verwendung von 4K-Blöcken.
• Maximale Anzahl an Dateien: 4 Milliarden
• Maximale Größe des Dateinamens: 255 Bytes
• Maximale Größe des Volumens: 1EiB
• Transparente Datenverschlüsselung: ja
• Copy on Write: nein
• Klare Komprimierung: nein
• Klare Deduplizierung: nein

Wie Sie sehen können, werden viele Funktionen von EXT4 nicht unterstützt, wie z. B. CoW (Copy on Write), Komprimierung sowie klare Deduplizierung, im Gegensatz zu Btrfs.

btrfs

Dieses Dateisystem ist der Nachfolger von EXT4, steht aber je nach verwendeter Hardware in direkter Konkurrenz zu diesem. Dieses Dateisystem ist hauptsächlich für Server gedacht und nicht für einen Desktop-Computer, der unter Ubuntu oder Debian laufen könnte. Btrfs ermöglicht extrem ausgefeilte Konfigurationen, wie z. B. die Möglichkeit, native Snapshots zu haben, mit denen man das Abbild eines bestimmten Zeitpunkts mit allen auf eine Festplatte geschriebenen Daten wiederherstellen kann. Darüber hinaus ermöglicht dieses Dateisystem das Spiegeln und Strippen einer bestimmten Anzahl von Festplatten ohne so viele Einschränkungen wie EXT4. Die allgemeinen Merkmale von Btrfs sind folgende:

• Maximale Dokumentengröße: 16EiB.
• Maximale Anzahl an Dateien: 18 Billionen.
• Maximale Größe des Dateinamens: 255 Bytes
• Maximale Größe des Datenträgers: 16EiB.
• Transparente Datenverschlüsselung: nein
• Copy on Write: ja
• Klare Komprimierung: ja
• Klare Deduplizierung: ja

Wie Sie sehen können, bietet Btrfs viel mehr Möglichkeiten für die Anzahl der Dateien und die maximale Dateigröße. Darüber hinaus verfügen wir über sehr interessante Funktionen wie Copy On Write, Komprimierung und Deduplizierung - ziemlich ausgefeilte Aspekte, die sich perfekt für einen NAS-Server eignen.

Die Vorteile von Btrfs auf einem Synology NAS

Das Einrichten des Dateisystems Btrfs auf einem Synology NAS bietet eine Reihe äußerst interessanter Vorteile, vor allem für erfahrene Nutzer und für den Einsatz in Unternehmen:

• Metadaten spiegeln : Bei jedem NAS-System ist es wichtig, die Informationen intakt zu halten. Mit diesem Dateisystem können wir eine gespiegelte Sicherung mehrerer Laufwerke einrichten und Datenverlust durch den Ausfall eines oder mehrerer Laufwerke vermeiden.
• Automatische Datenwiederherstellung im Fehlerfall : Typische Dateisysteme können beim Lesen oder Schreiben Fehler aufweisen, die völlig unbemerkt bleiben, um sicherzustellen, dass beschädigte Daten ohne Fehlermeldungen an Anwendungen gesendet werden können. Btrfs erzeugt Prüfsummen für Daten und Metadaten. Das Dateisystem jedes Scanvorgangs prüft und verifiziert diese Prüfsummen, wodurch sichergestellt wird, dass die Informationen korrekt und fehlerfrei gesendet werden. Wenn es darum geht, Daten zu finden, die aufgrund von Datenkorruption beschädigt wurden, können wir die ursprünglichen Daten wiederherstellen, wenn wir Folgendes verwenden ein RAID wie RAID 1 oder RAID 5.
• Snapshots für den Datenschutz Btrfs-Dateisystem: Das Btrfs-Dateisystem verfügt über native Snapshots und ermöglicht es, eine Kopie eines freigegebenen Ordners zu einem bestimmten Zeitpunkt zu erstellen und diese Kopie im Falle einer versehentlichen Löschung oder eines Ransomware-Angriffs wiederherzustellen. Diese Fähigkeit ist sehr wichtig, um die Daten auf dem NAS korrekt zu sichern. Die Erstellung dieser Schnappschüsse beansprucht dank der verwendeten Copy-on-Write-Architektur nur sehr wenig zusätzlichen Speicherplatz, außer wenn ein bestimmtes Dokument geändert oder gelöscht wird. Auf der Ebene der Softwareanwendung haben wir die Möglichkeit, Schnappschüsse auf Abruf zu erstellen, ihre Erstellung zu planen, einen Verlauf von bis zu 256 Fotos einzurichten und vieles mehr. Natürlich ist es möglich, auf frühere Versionen der Dateien zuzugreifen, ohne alles wiederherstellen zu müssen, und zwar direkt über die Dateiverwaltung des NAS.

Weitere Merkmale, die für einen NAS-Server ebenfalls sehr wichtig sind, sind :

• Zuverlässiger Speicher : Im Vergleich zu EXT4 brauchen Sie nicht doppelt so viel Speicherplatz für die Datenversionen der Festplatte und die Datenhistorie. Man muss sich keine Gedanken mehr über den freien Speicherplatz machen.
• Zuverlässigere Datensicherungen : Wenn wir ein Backup durchführen, kann es sein, dass die Daten auf dem Quell-NAS geändert wurden, sodass es zu einer gewissen Abweichung der Informationen kommen kann, wenn sie während des Vorgangs geändert werden. Mit Btrfs können Sie vor Beginn des Backups einen Schnappschuss erstellen sowie die Daten aus dem Schnappschuss replizieren, anstatt die aktuellen Informationen, die sich geändert haben, zu replizieren.
• Zuteilung für geteilte Ordner : Bei diesem Dateisystem ist es möglich, ein Speicherlimit für bestimmte freigegebene Ordner festzulegen, um sicherzustellen, dass ein bestimmter Ordner nicht den gesamten Speicherplatz beansprucht.
• Duplizieren von freigegebenen Ordnern : Mit Btrfs ist es möglich, den Inhalt eines freigegebenen Ordners praktisch sofort in einen anderen zu klonen. Das ist perfekt, um Updates zu testen oder einfach einen Ordner in einen anderen zu duplizieren.

Was Sie sich merken sollten

Bevor Sie das Dateisystem Btrfs verwenden, sollten Sie wissen, dass es nicht möglich ist, das Datensystem zu ändern, wenn Sie es bereits in EXT4 erstellt haben. Mit anderen Worten: Wenn Sie derzeit ein EXT4-Volume haben, ist es nicht möglich, es nach Btrfs zu "migrieren". Was Sie tun müssen, ist eine vollständige Sicherung aller Daten und freigegebenen Ordner, das EXT4-Volume vollständig zu löschen und ein neues Volume mit dem Btrfs-Dateisystem zu erstellen. Nach der Erstellung können alle gesicherten Daten wiederhergestellt werden, indem Sie direkt Hyper Backup verwenden, um ein vollständiges Backup auf einem anderen NAS oder einem Cloud-Speichersystem zu erstellen.

Auch die Komponenten des NAS müssen berücksichtigt werden. Das EXT4-Dateisystem benötigt weniger Ressourcen als Btrfs, und Einsteiger- oder Mittelklassemodelle werden nicht immer in der Lage sein, dieses Dateisystem zu konfigurieren. Für den Fall, dass Ihr NAS leistungsstark genug ist und Ihnen die Konfiguration ermöglicht, müssen Sie verstehen, dass die Lese- und Schreibleistung beeinträchtigt werden könnte, d. h. die tatsächliche Geschwindigkeit könnte in bestimmten Situationen verringert werden. Sie müssen also abwägen, ob es sich wirklich lohnt, das Dateisystem zu ändern.

Sie sollten Btrfs nur dann wählen, wenn Sie Sicherheitsfunktionen wie Snapshots, Duplizierung auf andere NAS, Sicherheit der Informationsintegrität sowie Quoten für jeden freigegebenen Ordner wünschen. Mit anderen Worten: Wenn Datenintegrität und Datenüberwachungsfunktionen für Sie wichtig sind, sollten Sie Btrfs wählen, da es EXT4 weit überlegen ist.