Estrutura certa, Notas de estudo de Informática

Baixe Estrutura certa e outras Notas de estudo em PDF para Informática, somente na Docsity! Muitos usuários aceitam apenas as opções padrão e nem consideram os diferentes sistemas de arquivos durante a instalação. Se o seu objetivo é desempenho, saber o que cada um oferece é fundamental. por Marcel Hilzinger Comparativo de sistemas de arquivos Estrutura certa N as distribuições Linux atuais, é possível selecionar um sistema de arquivos com apenas alguns cliques. Em alguns casos, nem há pos- sibilidade de fazer essa escolha duran- te a instalação. A maioria dos usuários simplesmente adere ao padrão de sua distribuição. Para quem está de olho no desempe- nho, vale a pena considerar as opções de sistemas de arquivos antes da insta- lação. Levando em conta os resultados gerais dos testes realizados pela Linux Magazine, o XFS (com kernel 2.6) é tão rápido quanto o ReiserFS e o Ext3. Já a próxima versão do Reiser trará ganhos de velocidade enormes. Os desenvol- vedores do Reiser4 estão procurando garantir a maior fatia possível do bolo dos sistemas de arquivos Linux, com um novo design interno e recordes de velocidade. No entanto, ainda há fa- lhas básicas a serem eliminadas. Ou seja, ele não está pronto para uso em sistemas produtivos. Padrões A maioria absoluta dos computadores Linux de hoje usa ou o Ext3 [1] ou Rei- serFS [2] como os sistemas de arquivos principais, já que eles são as opções- padrão na maioria das distribuições. O ReiserFS e o Ext3 não são particularmen- te rápidos nem possuem um conjunto impressionante de recursos. Mas os res- ponsáveis pelas distribuições costumam turbinar seus sistemas de arquivos com patches de otimização. Isso faz muita diferença, em termos de desempenho. Sob esse ângulo, acaba sendo bastante difícil tirar conclusões universais sobre esses sistemas de arquivos. O quadro 1 (“Tudo começou com o Ext2”) ajuda a entender porque as distribuições usam sempre Ext2 ou ReiserFS. Eles são dois membros da família de sistemas de arquivos com journaling. Basicamente, journaling é uma técnica de prevenção de perda de dados, em que eles são gravados duas vezes: primei- ro na área de journal, depois em seu destino final. Assim é fácil ver porque um sistema de arquivos com journaling perde velocidade. Por padrão, o Ext3 e o ReiserFS usam um modo especial, em que o sistema apenas grava os metadados (informações sobre mudanças no sistema de arquivos) na área de journal, em vez dos dados de fato. Para montar uma partição Ext3 ou ReiserFS desse modo, é preciso usar a opção data=ordered. Ela é ativada por padrão na maioria das distribuições. A tabela 1 mostra mais informações sobre outras opções de montagem. Opções de montagem Se a integridade dos dados é a preo- cupação principal e velocidade for um item secundário, a opção de montagem data=journal é recomendada. Ela dimi- nui o desempenho de gravação do Ext3 em 50%. No caso de arquivos grandes, a taxa de redução da velocidade fica em 20 % (veja a figura 1). Mas essa opção não é recomendada para o diretório root, www.linuxmagazine.com.br maio 2006 edição 19 39 CapaSistema de Arquivos apenas para partições de dados sepa- radas. Por exemplo, o diretório /home – situação em que essa recomendação por ser feita sem ressalvas. Já a opção data=writeback permite a gravação na área de journal antes dos dados chegarem ao destino final, o que traz um ganho de performance de 10%. Essa opção é útil para a partição root, em que ocorrem muitas operações de escrita e a perda de dados pode ser aceitável. Obviamente, uma partição /home ou de dados é recomendada nesse caso. O Ext2 ainda possui excelente desem- penho para sua longa idade. Em muitos testes, o veterano é mais rápido que o Ext3 ou o ReiserFS. De novo, isso mostra que os recursos de journaling do Ext3 reduzem a performance, em relação ao Ext2. Para partições sem dados críticos (como um /tmp), o Ext2 é preferível ao Ext3, se o tamanho for inferior a 1 GB. Em todos os outros casos, o Ext2 não é recomendado, já que a checagem no sistema de arquivos pode demorar mais que a restauração de um becape. O Ext2 ainda é o sistema padrão de partições de boot separadas, já que ocupa menos espaço (apenas o journal do ReiserFS, por exemplo, precisa de 33MB). Reiser4 e XFS Se o desempenho está no topo da lista de requerimentos, a melhor escolha é o Reiser4. Os benchmarks da Linux Magazine confirmam a afirmação na página da Namesys (empresa respon- sável pelo sistema) de que o Reiser4 é duas vezes mais rápido que o ReiserFS. Esse sistema de arquivos venceu mais avaliações que qualquer outro no que- sito velocidade. Ele é três vezes mais rápido que o segundo colocado, o XFS [3], na tarefa de criar 50 mil arquivos. Isso é uma evidência clara de quanto trabalho seus desenvolvedores coloca- ram na otimização do desempenho de gravação. E o Reiser4 é, pelo menos, de 10 a 20 vezes mais rápido que o ri- val mais próximo em todas as outras operações de gravação. É o sistema de arquivos Linux mais rápido. Já quanto ao uso dos recursos de pro- cessamento, as coisas não são tão boas. Por exemplo, na criação seqüencial de 50 mil arquivos, o sistema causou uma carga na CPU de 26%. Todos os outros ficaram entre 1% e 4%. Na média, o Reiser4 causa cerca de 10% mais pro- cessamento que os outros. Em alguns casos, esse aumento passa de 50%. De fato, o ReiserFS foi o único sistema a exigir mais ciclos de CPU que o Reiser4, em algumas categorias testadas. Se o seu computador tem uma CPU lenta, é melhor ficar com o Ext3 ou XFS. O Rei- ser4 também não possui alguns recursos básicos como cotas ou listas de controle de acesso (ACL – Access Control List). Já o XFS tem tudo o que é necessário para ser o sistema de arquivos número 1. É usado em uma boa fatia dos siste- mas produtivos e suporta cotas, ACLs e atributos estensíveis. O XFS é o sistema mais rápido depois do Reiser4, chegando a bater o primeiro colocado em algumas categorias. Ele é bom particularmente ao lidar com grandes volumes de dados. O desempenho foi excelente com arqui- vos de 4 GB. Para quem pretende editar vídeos, o XFS é a melhor opção. Quadro 1:Tudo começou com o Ext2 Quem usa Linux há bastante tempo vai lembrar da época em que, prati- camente, todas as distribuições usavam o Ext2 como sistema de arquivos padrão. Ele foi o sistema de arquivos Linux mais popular por 8 anos. A primeira versão do Linux usava o sistema de arquivos do Minix. Um grupo de programadores começou a trabalhar em um novo sistema de arquivos em 1992: o Extended Filesystem, ou ExtFS. Infelizmente, ele estava infestado de bugs e, um ano depois, Rémy Card lançou o Second Extended Filesystem (Ext2). O Ext2 se desenvolveu como um sistema estável e estensível, embora tivesse uma desvantagem: como ele não tinha journaling, verificações intermináveis tinham que ser realizadas no caso de corrupção de arquivos e também em intervalos regulares, como precaução. Dependendo do tamanho do disco rígido, uma simples checagem levava muitas horas. Além disso, eram necessárias ferramentas proprietárias para aumentar ou encolher o sistema de arquivos “on the fly”, ou seja, sem precisar desmon- tá-los. Na virada do milênio, os discos rígidos estavam muito grandes e as checagens, muito lentas para o Ext2. Prevendo esse problema, desenvolvedores do kernel já tinham lançado dois projetos para tentar resolver isso. Um era o Ext3 como um extensão journaling do Ext2. A outra era um novo sistema de arquivos, do zero, com journaling nativo: o ReiserFS v3. Esse último venceu a corrida e se tornou o primeiro sistema de arquivos com journaling para Linux, em 1999. A distribuição Suse, o principal patrocinador dessas iniciativas, estava extremamente interessada em redimensionamento “on the fly”. Ela foi a primeira a incluir o ReiserFS, como padrão, no Suse 6.4, lançado no início de 2000 (na verdade, o ReiserFS já estava disponível como um update da versão 6.3). Mas o ReiserFS ainda tinha alguns problemas. Por exemplo, não trabalhava tão bem com o sistema NFS. Já o Ext3 foi lançado primeiro como o sistema de arquivos oficial do Red Hat 7.2, em 2001. A Red Hat optou pelo Ext3, já que ele se mostrava pronto para ser incluído oficialmente no kernel Linux (isso aconteceu na versão 2.2.15 do kernel, na série que antecedeu o ramo 2.4). O ReiserFS teve que esperar até o kernel 2.4.1 para a inclusão oficial. Mas a maioria das distribuições já usava esses dois sistemas como opção padrão, já que ambos tinham a reputação de serem bastante estáveis. No mesmo ano (2001), dois sistemas de arquivos Unix foram portados para o Linux. O XFS, da Silicon Graphics, é um dos melhores sistemas para arquivos de 1 MB ou mais. Já o JFS, da IBM, falhou em se estabelecer e nem é mais parte oficial de muitas distribuições. Capa 40 Sistemas de Arquivos www.linuxmagazine.com.br maio 2006 edição 19