Zwischen den modernen Dateisystemen ZFS und Btrfs kommt bei vielen die Frage auf, welches dieser beiden Dateisysteme die bessere Wahl für das eigene System in Bezug auf die Leistung und die Zuverlässigkeit ist. Dabei gibt es, wie so oft, einige Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen den führenden Dateisystemen, die wir in diesem Beitrag vergleichen werden.
Inhaltsverzeichnis: Die Unterschiede zwischen den Dateisystemen ZFS und Btrfs
Die wichtigsten Unterschiede und Faktoren zwischen ZFS und Btrfs in einer Übersicht
ZFS-Dateisystem:
Jahr der Veröffentlichung
2001
Name
Zettabyte-Dateisystem
Lizenzierung
Common Development and Distribution License
(CDDL)
Datenstruktur
Gebündelte Speicherlösung
Copy-on-Write (CoW)
Ja
Maximal mögliche Partitionsgröße
256 Billionen Yobibyte (YiB)
Datendeduplizierung
Ja
RAID-Integration
RAIDZ
Btrfs-Dateisystem:
Jahr der Veröffentlichung
2007
Name
B-Tree-Filesystem
Lizenzierung
GNU General Public
License
Datenstruktur
B-Baum
Copy-on-Write (CoW)
Ja
Maximal mögliche Partitionsgröße
16 EIB (Exibyte)
Datendeduplizierung
Ja
RAID-Integration
RAID-Level
- Lizenzen: Btrfs ist unter der GNU General Public License lizenziert und ZFS lediglich unter der CDDL von Sun Microsystems. Das hat den Nachteil, dass ZFS aufgrund von Lizenzkonflikten nicht für jede Linux-basierte Distribution integriert und verwendet werden kann. Es gibt zwar Umwege für die Implementierung (FUSE), diese sind aber mit Leistungseinbußen verbunden.
- Leistung: ZFS und Btrfs zählen zu den modernsten Next-Generation-Dateisystemen, die im Vergleich zu gewöhnlichen Dateisystemen über Features und Funktionen verfügen, die von der Leistung und Funktionalität her erheblich über den von herkömmlichen Dateisystemen liegen.
- Einsatzgebiete: Während Btrfs vermehrt im Client-Sektor auf UNIX-basierten Computersysteme eingesetzt wird, findet das ZFS-Dateisystem seinen hauptsächlichen Einsatz im Bereich von Server- und Storage-Lösungen.
- Datenintegrität: ZFS und Btrfs verfügen über integrierte Schutzmechanismen. Beide Dateisysteme sind mit einer Copy-on-Write Funktionalität ausgestattet. Das sind Optimierungsmethoden zur effektiven Vermeidung von unnötigen Kopiervorgängen. Zusammen mit der Datendeduplizierung, welche doppelt gespeicherte Blöcke derselben Datei vermeidet, zählen die beiden Dateisysteme zu den fortschrittlichsten unserer Zeit.
- RAID-Support und Spiegelungen: Beide Dateisysteme sind mit einer integrierten RAID-Unterstützung ausgerüstet. ZFS verfügt im Vergleich mit Btrfs über das deutlich robustere und ausgereiftere RAID-System.
- Snapshots: Zeitpunkt bezogene Kopien des Dateisystems werden sowohl von Btrfs als auch ZFS unterstützt. Bei diesem Prozess wird unterbrechungsfrei ein neues Dateisystem, basierend auf dem vorhandenen Standpunkt erstellt. ZFS bringt hier eine ausgereiftere Implementierung für Snapshots und Klonprozesse mit.
Die Einsatzgebiete der beiden Dateisysteme (Btrfs vs. ZFS) und geschichtliches
Ursprünglich wurde ZFS für den Einsatz in Server- und Rechenzentren entwickelt. Das ist auch an der maximal möglichen Partitionsgröße ersichtlich. Mit der integrierten RAID-Funktionalität und des prüfsummen-basierten Schutzes vor Datenübertragungsfehlern zählt ZFS (Zettabyte File System) zu den besten und robustesten Dateisystemen für Storage- und Serversysteme.
Btrfs hingegen wird als inoffizieller Nachfolger für das auf Linux-Distributionen vorherrschende Dateisystem ext4 gehandelt. Das ist aber nicht ganz korrekt, weil das ext-Dateisystem noch immer weiterentwickelt wird und ein völlig eigenständiges Dateisystem ist.
Genauso wie ZFS stammt auch Btrfs vom selben Entwickler Oracle. Aufgrund des Lizenzstatus war die Zukunft für ZFS auf Linux-Distributionen und ganz besonders im Client und Desktop Bereich eher ungewiss. So ist es aufgrund fehlender GPL-Lizenzierung noch immer kein fester Bestandteil des Linux-Kernels. Das wird sich vermutlich auch nicht ändern, warum sollte Oracle diesen Schritt gehen?
Beide Dateisysteme werden nach wie vor parallel zueinander weiterentwickelt. ZFS ist allerdings nicht nur ein einfaches Dateisystem, sondern auch ein RAID- und Volumen-Management-System. Deswegen ist ZFS grandios für NAS-Systeme und Storage-Server.
Die Besonderheiten im Vergleich zu herkömmlichen Dateisystemen
ZFS beherbergt viele Speicheroptimierungen. Dazu zählen zum Beispiel Komprimierungen, Spiegelungen und die Datendeduplizierung. Weiter ermöglicht das ZFS-Dateisystem die Erstellung von Snapshots im Livebetrieb, ohne dass das Dateisystem ausgehangen oder pausiert werden muss. So können wir ungestört am System weiterarbeiten.
Die NAS-Geräte der Enterprise-Kategorie von QNAP (QuTS hero Betriebssystem) setzen bereits für die Implementierung des Speichers auf das ZFS-Dateisystem. Aber auch die kostenlosen NAS-Distributionen TrueNAS und XigmaNAS verwenden das robuste ZFS-Dateisystem.
Synology NAS-Geräte verwenden hingegen das Btrfs-Dateisystem. In Bezug auf die RAID-Kompatibilität und auf die Performance bei der Verwendung von sehr viel Speicher ist ZFS dem Btrfs allerdings unbestritten überlegen. Das ergeben unabhängige Benchmarks im Internet.
Auch Btrfs verfügt über Snapshots, eine Metadatenspiegelung und die Fähigkeit zur Selbstreparatur, mit der eine hohe Datenintegrität gewährleistet werden kann. Aufgrund der erweiterten Datenintegritätsfunktionen wie Prüfsummen und noch bessere Selbstheilungsfunktionen ist ZFS im Vergleich in gewisser Hinsicht robuster und zuverlässiger als sein Kontrahent.
Die Abspaltung von ZFS: So ist OpenZFS entstanden
Da wir in diesem Artikel so weit in die Geschichte und die Ursprünge von ZFS eingedrungen sind, möchte ich noch ein wenig über die Entstehung von OpenZFS und die Abspaltung berichten.
Im Jahr 2010 wurde das Unternehmen Sun Microsystems, welches das ZFS-Dateisystem entwickelt und herausgebracht hat, von Oracle übernommen. Mit der Übernahme wurde ZFS zunehmend kommerzialisiert und das ursprüngliche Open-Source-Projekt eingestellt. Aus diesem Grund entstand das Open-Source-Dateisystem OpenZFS. Beide beruhen zwar nach wie vor auf das Zettabyte File System, jedoch haben sich mit der Zeit unterschiedliche Entwicklungspfade ergeben.
Während ZFS als proprietäre Software von Oracle für professionelle Unternehmenslösungen weiterentwickelt wird, steht hinter der Weiterentwicklung von OpenZFS eine Gemeinschaft von freien Entwicklern (Community). Heute sind OpenZFS und ZFS zwar noch verwandte Projekte mit derselben Wurzel, aber es entstanden über die letzten Jahre erhebliche Unterschiede in der Funktionalität und in der generellen Weiterentwicklung.
Da auch OpenZFS nicht über die GNU General Public Licence (GPL) veröffentlicht wurde, ist es ebenso wie ZFS, kein fester Bestandteil des offiziellen Linux-Kernels. Der eine GPL-Kompatibilität voraussetzt.
Zusammenfassung der Next-Generation Dateisysteme von Oracle
Vielen von euch ist sicher aufgefallen, dass die beiden Dateisysteme sehr viele Ähnlichkeiten aufweisen und sogar vom selben Hersteller stammen. Btrfs und ZFS gehen allerdings getrennte Wege und finden ihren Platz gegenwärtig in unterschiedlichen Anwendungsfällen und Projekte. Während das ZFS-Dateisystem hervorragend für Speicher- und Storagelösungen geeignet ist, findet Btrfs seinen Platz vermehrt (nicht ausschließlich) auf Desktop- und Client-Systeme.
Wer einen professionellen Unternehmensspeicher mit erweiterten Datenintegritätsfunktionen und robusten Wiederherstellungsmöglichkeiten mit einer zuverlässigen Ausfallsicherheit implementieren möchte, findet mit dem ZFS-Dateisystem die mit Abstand beste Basis für dieses Vorhaben.
Wohingegen sich Btrfs vermehrt für Linux-basierte Hostsysteme für kleine Unternehmen und private Zwecke anbietet. Letztlich gibt es aber kein besseres oder schlechteres Dateisystem im Vergleich zwischen Btrfs und ZFS.
Dafür sind die möglichen Einsatzgebiete zu vielfältig und die beste Wahl hängt nicht zuletzt auch von den spezifischen Bedürfnissen und Anforderungen sowie von den persönlichen Vorlieben ab.
Danke für die Erklärungen. Das hat mir geholfen.
Sehr schöne Gegenüberstellung, verwende ich gerne als Referenz für Leute, die zu diesem Thema eine Frage haben