前小节介绍了 Linux 日志系统，本小节介绍 Linux 写时复制系统。

1. ZFS 系统介绍

ZFS 系统的为 Zettabyte File Sy,也叫动态系统（Dynamic File Sy）,是第 128 位系统。最初是由 Sun 公司为 Solaris 10 操作系统开发的系统。作为 OpenSolaris 开源计划的一部分，ZFS 于 2005 年 11 月发布，被 Sun 称为是终极系统，经历了 10 年的活跃开发。而最新的开发将全面开放，并重新命名为 OpenZFS。

ZFS 是一款 128bit 系统，总容量是现有 64bit 系统的 1.84x10^19 倍，其的单个存储卷容量达到 16EiB（2^64byte，即 16x1024x1024TB）； zpool 存储池可以拥有 2^64 个卷，总容量最大 256ZiB（2^78 byte）；整个系统又可以拥有 2^64 个存储 池。可以说在相当长的未来时间内，ZFS 几乎不太可能出现存储空间不足的问题。另外，它还拥有自优化，校验数据完整性，存储池/卷系统易管理等诸多优点。较 ext3 系统有较大运行速率，提高大约 30%-40%。

ZFS 系统是革命性的全新的系统，它从根本上改变了系统的管理方式，这个系统的特色和其带来的好处至今没有其他系统可以与之媲美，ZFS 被设计成强大的、可并易于管理的。ZFS 用 “存储池” 的概念来管理物理存储空间。过去，系统都是构建在物理设备之上的。为了管理这些物理设备，并为数据提供冗余，“卷管理” 的概念提供了单设备的映像。但是这种设计了复杂性，同时根本没法使系统向更高层次发展，因为系统不能跨越数据的物理位置。

ZFS 完全抛弃了 “卷管理”，不再创建虚拟的卷，而是把所有设备集中到存储池中来进行管理，“存储池” 描述了存储的物理特征（设备的布局，数据的冗余等等），并扮演能够系统的专门存储空间。从此，系统不再局限于单独的物理设备，而且系统还允许物理设备把他们的那些系统共享到这个 “池” 中。你也不再需要预先规划好系统的大小，因为系统可以在 “池” 的空间内的增大。当新的存贮介质时，所有 “池” 中的所有系统能立即使用新增的空间，而不需要额外的操作。在很多情况下，存储池扮演了虚拟内存。

ZFS 使用一种写时拷贝事务模型技术。所有系统中的块指针都 256 位的能在读时被重新校验的关于目标块的校验和。含有活动数据的块从来不被覆盖；而是分配新块，并把过的数据写在新块上。所有与该块相关的元数据块都被重新读、分配和重写。为了减少该过程的开销，多次读写更新被归纳为事件组，并且在必要的时候使用日志来同步写操作。

利用写时拷贝使 ZFS 的快照和事物的实现变得更简单和自然，快照更灵活。缺点是，COW 使碎片化问题更加严重，对于顺序写的大，如果以后的对其中的一部分进行了更改，那么这个在硬盘上的物理地址就变得不再连续，未来的顺序读会变得比较差。

2. BTRFS 系统介绍

BTRFS（通常念成 Butter FS），由 Oracle 于 2007 年宣布并进行中的 COW(copy-on-write 式)系统。目标是取代 Linux ext3 系统，改善 ext3 的限制，特别是单一大小的限制，总系统大小限制以及加入校验和特性。加入 ext3/4 未的一些，例如可写的磁盘快照(snapshots)，以及递归的快照(snapshots of snapshots)，内建磁盘阵列（RAID），子卷(Subvolumes)的概念，允许在线调整系统大小。

首先是扩展性 (scalability) 相关的特性，btrfs 最重要的设计目标是应对大型机器对系统的扩展性要求。 Extent、B-Tree 和动态 inode 创建等特性保证了 btrfs 在大型机器上仍有卓越的表现，其整体而不会随着系统容量的而降低。其次是数据一致性 (data integrity) 相关的特性。系统面临不可预料的硬件故障，Btrfs 采用 COW 事务技术来保证系统的一致性。 btrfs 还 checksum，避免了 silent corrupt 的出现。而传统系统则无法做到这一点。第三是和多设备管理相关的特性。 Btrfs 创建快照 (snapshot)，和克隆 (clone) 。 btrfs 还能够方便的管理多个物理设备，使得传统的卷管理软件变得多余。最后是其他难以归类的特性。这些特性都是比较先进的技术，能够显著提高系统的时间/空间，延迟分配，小的存储优化，目录索引等。

3. BTRFS 系统特性

可由底层多个物理卷进行。

数据存储形式 RAID，同时在联机的情况下进行“硬盘”、“移除硬盘”、“系统的大小”。

写时复制更新机制，即当我们时，btrfs先复制一份原，对新进行，结束时，原名指向新。

卷的快照和快照的快照。

透明压缩，即当系统存储时，系统会将进行压缩再存储，当时，系统进行解压缩，但是看不到此过程。

扩展性 (scalability)，btrfs 最重要的设计目标是应对大型机器对系统的扩展性要求。Extent、B-Tree、inode 创建等特性保证了 btrfs 在大型机器上仍有卓越的表现，其整体而不会随着系统容量的而降低。

数据一致性 (data integrity)。系统面临不可预料的硬件故障，Btrfs 采用 COW 事务技术来保证系统的一致性。 btrfs 还 checksum，避免了 silent corrupt 的出现。而传统系统则无法做到这一点。

多设备管理相关的特性。 Btrfs 创建快照 (snapshot)、克隆 (clone) 。 btrfs 还能够方便的管理多个物理设备，使得传统的卷管理软件变得多余。

4. 小结

本小节介绍了 ZFS、BTRFS 两种写时复制系统，写时复制系统采用了日志式技术，你就必须在安全性和之间选择，尽管数据模式日志提供了最高的安全性，但是会对带来影响，因为索引节点和数据都需要被日志化，就系统而言，日志式的另一种选择是一种叫 写时复制 的技术。