¿Debo utilizar el sistema de archivos Ext4 o Btrfs en un NAS?

Todos los sistemas operativos tienen un sistema de archivos que rige cómo se almacena y recupera la información, independientemente del soporte físico (discos duros, unidades SSD, memorias USB, etc.). Es muy importante configurar el sistema de archivos adecuado, ya que cada uno tiene sus propias ventajas, y algunos son mejores para un uso específico, mientras que otros son mucho mejores para otro uso. En un servidor NAS Synology, es posible elegir entre EXT4 o Btrfs, pero ¿cuál elegir entre estos dos sistemas de archivos?

EXT4

EXT4 es uno de los sistemas de archivos más utilizados en los sistemas operativos basados en Linux, tales como DSM, el sistema operativo de Synology. Este sistema de archivos es transaccional y tiene algunas características muy importantes, como que no requiere un procesador muy potente y que la velocidad de lectura y escritura es excelente.

EXT4 permite mitigar la fragmentación del sistema de archivos y, por tanto, es adecuado para su uso con un NAS, con el que se copiarán muchos documentos de todos los tamaños. Además, dispone de herramientas para desfragmentar archivos individuales e incluso volúmenes enteros sin necesidad de desmontarlos. Las características básicas de EXT4 son las siguientes:

• Tamaño máximo del documento: 16TiB utilizando bloques de 4K.
• Número máximo de archivos: 4.000 millones
• Tamaño máximo del nombre de archivo: 255 bytes
• Tamaño máximo del volumen: 1EiB
• Cifrado transparente de datos: sí
• Copia en escritura: no
• Compresión clara: no
• Borrar deduplicación: no

Como puedes ver, muchas características no son soportadas por EXT4, como CoW (Copy on Write), compresión y deduplicación clara, a diferencia de Btrfs.

btrfs

Este sistema de archivos es el sucesor de EXT4, pero compite directamente con él en función del hardware utilizado. Este sistema de archivos está pensado principalmente para servidores, no para un ordenador de sobremesa que pueda ejecutar Ubuntu o Debian. Btrfs permite configuraciones extremadamente sofisticadas, como la posibilidad de disponer de snapshots de forma nativa, permitiendo recuperar la imagen de un momento preciso, con todos los datos escritos en un disco. Además, este sistema de archivos permite la duplicación y la división en franjas de varios discos sin tantas restricciones como EXT4. Las características generales de Btrfs son las siguientes:

• Tamaño máximo del documento: 16EiB.
• Número máximo de archivos: 18 billones.
• Tamaño máximo del nombre de archivo: 255 bytes
• Tamaño máximo del volumen: 16EiB.
• Cifrado transparente de datos: no
• Copia en escritura: sí
• Compresión clara: sí
• Desduplicación clara: sí

Como puedes ver, Btrfs ofrece muchas más posibilidades para el número de archivos y para el tamaño máximo de archivo. Además, tenemos funciones muy interesantes como Copy On Write, compresión y deduplicación, aspectos bastante sofisticados que son perfectos para un servidor NAS.

Las ventajas de Btrfs en un Synology NAS

Configuración del sistema de archivos Btrfs en un NAS de Synology tiene una serie de ventajas muy interesantes, especialmente para usuarios experimentados y para uso corporativo:

• Espejo de metadatos En cualquier sistema NAS, es importante mantener la información intacta. Con este sistema de archivos, podemos configurar una copia de seguridad en espejo de varios discos y evitar la pérdida de datos por el fallo de uno o varios discos.
• Recuperación automática de datos en caso de error Btrfs: Los sistemas de archivos típicos pueden experimentar errores que pasan completamente desapercibidos al leer o escribir, para garantizar que los datos dañados puedan enviarse a las aplicaciones sin ningún mensaje de error. Btrfs produce sumas de comprobación para datos y metadatos. El sistema de archivos de cada procedimiento de escaneado comprueba y verifica estas sumas de comprobación, garantizando que la información se envía correctamente y sin errores. Cuando se trata de recuperar datos dañados debido a la corrupción de datos, podemos recuperar los datos originales si utilizamos un RAID como RAID 1 o RAID 5.
• Instantáneas para la protección de datos Btrfs: El sistema de archivos Btrfs integra de forma nativa instantáneas, y permite hacer una copia de una carpeta compartida en un momento determinado, así como restaurarla en caso de borrado involuntario o de ataque de ransomware. Esta capacidad es muy importante para realizar correctamente copias de seguridad de los datos del NAS. Tomar estas instantáneas ocupa muy poco espacio de almacenamiento adicional, excepto cuando se modifica o elimina un documento concreto, gracias a la arquitectura Copy on Write utilizada. En cuanto a la aplicación de software, tenemos la posibilidad de producir instantáneas bajo demanda, programar su creación, configurar un historial de hasta 256 fotos y mucho más. Por supuesto, es posible acceder a versiones anteriores de los archivos sin tener que restaurarlo todo, directamente desde la gestión de archivos del NAS.

Otras características que también son muy importantes para un servidor NAS son las siguientes:

• Almacenamiento fiable En comparación con EXT4, no necesita el doble de espacio de almacenamiento para las versiones de datos de disco y el historial de datos. No tienes que preocuparte por el espacio libre.
• Copias de seguridad más fiables Btrfs: Cuando realizamos una copia de seguridad, los datos del NAS de origen pueden haber cambiado, por lo que puede haber alguna variación en la información si cambia durante el proceso. Btrfs permite tomar una instantánea antes de iniciar la copia de seguridad, así como replicar los datos de la instantánea en lugar de la información real que ha cambiado.
• Asignación de carpetas compartidas Con este sistema de archivos, es posible establecer un límite de almacenamiento para determinadas carpetas compartidas, a fin de garantizar que una carpeta específica no ocupe todo el espacio de almacenamiento.
• Duplicación de carpetas compartidas Btrfs: con Btrfs es posible clonar el contenido de una carpeta compartida en otra de forma casi inmediata, lo que resulta perfecto para probar actualizaciones o simplemente duplicar una carpeta en otra.

Aspectos a tener en cuenta

Antes de utilizar el sistema de archivos Btrfs, debes saber que no es posible cambiar el sistema de datos cuando ya lo has creado en EXT4. En otras palabras, si actualmente tiene un volumen EXT4, no es posible "migrarlo" a Btrfs. Lo que tendrás que hacer es una copia de seguridad completa de todos los datos y carpetas compartidas, eliminar el volumen EXT4 por completo y crear un nuevo volumen con el sistema de archivos Btrfs. Una vez creada, todos los datos de la copia de seguridad se pueden restaurar utilizando Hyper Backup directamente para realizar una copia de seguridad completa en otro NAS o sistema de almacenamiento en la nube.

También hay que tener en cuenta los componentes del NAS. El sistema de archivos EXT4 requiere menos recursos que Btrfs, y los modelos básicos o de gama media no siempre tendrán capacidad para configurar este sistema de archivos. En el caso de que tu NAS sea lo suficientemente potente y te permita configurarlo, debes entender que el rendimiento de lectura y escritura podría verse comprometido, es decir, la velocidad real podría disminuir en determinadas situaciones. Por tanto, debes valorar si realmente merece la pena cambiar el sistema de archivos.

Sólo debe elegir Btrfs si desea funciones de seguridad como instantáneas, duplicación a otros NAS, seguridad de integridad de la información y cuotas para cada carpeta compartida. En otras palabras, si la integridad de los datos y las funciones de control de datos son importantes para usted, debería elegir Btrfs porque es muy superior a EXT4.