Faut-il utiliser le système de fichier Ext4 ou Btrfs sur un NAS ?

Tous les systèmes d’exploitation possèdent un système de fichiers qui régit la manière dont les informations sont stockées et récupérées, quel que soit le support physique (disques durs, disques SSD, clés USB, etc.). Il est très important de configurer le système de fichiers approprié, car chacun d’entre eux a ses propres avantages, et certains sont meilleurs pour une utilisation spécifique, tandis que d’autres sont beaucoup mieux pour un autre usage. Sur un serveur NAS Synology, il est possible de choisir entre EXT4 ou Btrfs mais lequel choisir entre ces deux systèmes de fichiers ?

EXT4

EXT4 est l’un des systèmes de fichiers les plus utilisés dans les systèmes d’exploitation basés sur Linux, comme c’est le cas de DSM, l’OS de Synology. Ce système de fichiers est transactionnel et possède des caractéristiques très importantes, comme le fait qu’il ne nécessite pas un processeur très puissant et que la vitesse de lecture et d’écriture est excellente.

EXT4 vous permet d’atténuer la fragmentation du système de fichiers et est donc adapté à l’usage d’un NAS, avec lequel de nombreux documents de toutes dimensions seront copiés. De plus, il dispose d’outils pour défragmenter les fichiers individuels et même des volumes complets sans avoir à les démonter. Les caractéristiques de base de EXT4 sont les suivantes :

• Taille maximale des documents : 16TiB en utilisant des blocs de 4K.
• Nombre maximal de fichiers : 4 milliards
• Dimension maximale du nom de fichier : 255 octets
• Taille maximale du volume : 1EiB
• Cryptage transparent des données : oui
• Copy on Write : non
• Compression claire : non
• Déduplication claire : non

Comme vous pouvez le constater, de nombreuses fonctionnalités ne sont pas supportées par EXT4, comme le CoW (Copy on Write), la compression ainsi que la déduplication claire, contrairement à Btrfs.

btrfs

Ce système de fichiers est le successeur d’EXT4, mais est en concurrence directe avec ce dernier selon le matériel utilisé. Ce système de fichiers est principalement destiné aux serveurs, et non à un ordinateur de bureau qui pourrait fonctionner sous Ubuntu ou Debian. Btrfs permet des configurations extrêmement sophistiquées, comme la possibilité d’avoir des snapshots nativement, permettant de récupérer l’image d’un moment précise, avec toutes les données écrites sur un disque. En outre, ce système de fichiers permet la mise en miroir et le striping d’un certain nombre de disques sans autant de contraintes qu’EXT4. Les caractéristiques générales de Btrfs sont les suivantes :

• Taille maximale des documents : 16EiB.
• Nombre maximal de fichiers : 18 trillions.
• Dimension maximale du nom de fichier : 255 octets
• Taille maximale du volume : 16EiB.
• Cryptage transparent des données : non
• Copy on Write : oui
• Compression claire : oui
• Déduplication claire : oui

Comme vous pouvez le constater, Btrfs offre beaucoup plus de possibilités pour le nombre de fichiers et pour la taille maximale de fichier. En outre, nous disposons de fonctions très intéressantes telles que le Copy On Write, la compression et la déduplication, des aspects assez sophistiqués qui sont parfaits pour un serveur NAS.

Les avantages de Btrfs sur un NAS Synology

La mise en place du système de fichiers Btrfs sur un NAS Synology présente un certain nombre d’avantages extrêmement intéressants, en particulier pour les utilisateurs expérimentés et pour l’usage en entreprise :

• Miroir des métadonnées : dans tout système NAS, il est important de conserver les informations intactes. Avec ce système de fichiers, nous pouvons mettre en place une sauvegarde miroir de plusieurs disques et éviter la perte de données due à une panne d’un ou plusieurs disques.
• Récupération automatique des données en cas d’erreur : Les systèmes de fichiers typiques peuvent connaître des erreurs qui passent totalement inaperçues en lecture ou en écriture, afin de garantir que les données endommagées puissent être envoyées aux applications sans aucun message d’erreur. Btrfs produit des sommes de contrôle pour les données et les métadonnées. Le système de fichiers de chaque procédure d’analyse contrôle et vérifie ces sommes de contrôle, ce qui garantit que les informations sont envoyées correctement et sans erreur. Lorsqu’il s’agit de retrouver des données endommagées à la suite d’une corruption de données, nous pouvons récupérer les données initiales si nous utilisons un RAID tel que le RAID 1 ou le RAID 5.
• Snapshots pour la protection des données : Le système de fichiers Btrfs intègre nativement des snapshots, et permet de faire une copie d’un dossier partagé à un moment précis, ainsi que de la restituer en cas de suppression involontaire ou d’attaque de type ransomware. Cette capacité est très importante pour sauvegarder correctement les données sur le NAS. La réalisation de ces instantanés n’occupe que très peu d’espace de stockage supplémentaire, à part en cas de modification ou suppression d’un document particulier, grâce à l’architecture Copy on Write utilisé. Au niveau de l’application logicielle, nous avons la possibilité de produire des instantanés à la demande, de planifier leur création, de configurer un historique allant jusqu’à 256 photos et bien plus encore. Il est bien sûr possible d’accéder aux versions précédentes des fichiers sans avoir à tout restaurer, directement depuis la Gestion des Fichiers du NAS.

Les autres caractéristiques qui sont également très importantes pour un serveur NAS sont les suivantes :

• Un stockage fiable : Par rapport à EXT4, vous n’avez pas besoin de deux fois plus d’espace de stockage pour les versions de données du disque et l’historique des données. On n’a plus à se soucier de l’espace libre.
• Des sauvegardes plus fiables : Lorsque nous effectuons une sauvegarde, il est possible que les données du NAS source aient été modifiées, il peut donc y avoir une certaine variation des informations si elles sont modifiées pendant la procédure. Btrfs vous permet de prendre un instantané avant de commencer la sauvegarde, ainsi que de répliquer les données de l’instantané plutôt que les informations actuelles qui ont changé.
• Allocation pour les dossiers partagés : Avec ce système de fichiers, il est possible de définir une limite de stockage pour des dossiers partagés spécifiques, afin de s’assurer qu’un dossier spécifique ne monopolise pas tout l’espace de stockage.
• Duplication de dossiers partagés : avec Btrfs il est possible de cloner le contenu d’un dossier partagé dans un autre pratiquement immédiatement, ce qui est parfait pour tester les mises à jour ou simplement pour dupliquer un dossier dans un autre.

Ce qu’il faut retenir

Avant d’utiliser le système de fichiers Btrfs, vous devez savoir qu’il n’est pas possible de changer le système de données lorsque vous l’avez déjà créé en EXT4. Autrement dit, si vous avez actuellement un volume EXT4, il n’est pas possible de le « migrer » vers Btrfs. Ce que vous devrez faire c’est une sauvegarde complète de toutes les données ainsi que des dossiers partagés, supprimer entièrement le volume EXT4 et créer un nouveau volume avec le système de fichiers Btrfs. Une fois crée, toutes les données sauvegardées pourront être restaurées en utilisant directement Hyper Backup pour faire une sauvegarde complète vers un autre NAS ou un système de stockage sur cloud.

Les composants du NAS doivent aussi être pris en compte. Le système de fichiers EXT4 nécessite moins de ressources que Btrfs, et les modèles d’entrée ou de milieu de gamme n’auront pas toujours la capacité de configurer ce système de fichiers. Dans le cas où votre NAS est suffisamment puissant et vous permet de le configurer, vous devez comprendre que les performances en lecture et en écriture pourraient être compromises, c’est-à-dire que la vitesse réelle pourrait être diminuée dans des situations spécifiques. Vous devez donc évaluer si cela vaut vraiment la peine de modifier le système de fichiers.

Vous ne devriez choisir Btrfs que si vous voulez des fonctions de sécurité telles que les instantanés, la duplication vers d’autres NAS, la sécurité de l’intégrité des informations, ainsi que les quotas pour chaque dossier partagé. En d’autres termes, si l’intégrité des données et les fonctionnalités de surveillance des données sont importantes pour vous, vous devez choisir Btrfs car il est bien supérieur à EXT4.