文件系统

windows

1. NTFS (New Technology File System)

   • 特点：
     • 主流：自Windows NT以来，一直是Windows服务器和桌面操作系统的主流文件系统。
     • 安全性：支持文件和文件夹级别的权限（ACLs - Access Control Lists），提供强大的安全性。
     • 可靠性：具有日志功能，可以记录文件系统的更改，从而在系统崩溃或断电后快速恢复文件系统的一致性。
     • 大文件/大分区支持：支持非常大的文件和分区大小（理论上可达16EB - Exabytes）。
     • 压缩和加密：内置文件压缩和加密功能。
     • 磁盘配额：可以为用户或组设置磁盘空间配额。
     • 硬链接和软链接：支持类似Unix/Linux的硬链接和符号链接（快捷方式）。
   • 用途：
     • 所有Windows系统盘（C盘）都使用NTFS。
     • 大部分数据盘、外部硬盘和服务器存储也使用NTFS。

2. FAT32 (File Allocation Table 32)

   • 特点：
     • 兼容性：历史悠久，具有极佳的兼容性，几乎所有操作系统和设备（如数码相机、游戏机、智能电视）都能识别和读写FAT32。
     • 限制：
       • 最大文件大小：单个文件不能超过4GB。
       • 最大分区大小：在Windows中，通常只能格式化最大32GB的FAT32分区（虽然理论上可以更大）。
       • 无权限管理：不支持文件级别的安全权限。
       • 无日志功能：可靠性相对较低。
   • 用途：
     • USB闪存盘、SD卡等小型可移动存储设备。
     • 一些早期或嵌入式设备的存储。
     • EFI系统分区（ESP）通常也格式化为FAT32，因为它具有广泛的兼容性，UEFI固件可以读取。

3. exFAT (Extended File Allocation Table)

   • 特点：
     • FAT32的改进：微软为解决FAT32的限制而开发，旨在取代FAT32。
     • 大文件/大分区支持：支持非常大的文件和分区，没有FAT32的4GB文件大小限制。
     • 兼容性：在Windows、macOS和许多Linux发行版中都得到良好支持，是跨平台大容量可移动存储的理想选择。
     • 无日志功能：和FAT32一样，不具备日志功能，可靠性不如NTFS。
     • 无权限管理：不支持文件级别的安全权限。
   • 用途：
     • 大容量USB闪存盘、SDXC卡等可移动存储设备。
     • 需要跨Windows、macOS和Linux平台共享大文件的场景。

4. ReFS (Resilient File System)

   • 特点：
     • 高可用性：微软专为数据完整性和高可用性而设计的新一代文件系统。
     • 数据完整性：通过校验和等机制自动检测和纠正数据损坏。
     • 弹性：即使在数据损坏的情况下也能保持在线。
     • 性能优化：针对虚拟化工作负载和大规模存储进行了优化。
     • 存储空间直通 (Storage Spaces Direct)：与Windows Server的存储空间直通功能紧密集成。
   • 用途：
     • 主要用于Windows Server环境中的数据存储，尤其是虚拟化和大规模存储部署。
     • 在某些Windows 10 Pro for Workstations版本中也可用作数据盘。

Linux

1. Ext4 (Fourth Extended Filesystem)

   • 特点：
     • 主流：目前是大多数Linux发行版（如Ubuntu, Debian, Fedora, CentOS等）的默认和推荐文件系统。
     • 日志功能：具有强大的日志功能，确保文件系统在意外断电或系统崩溃后快速恢复一致性。
     • 大文件/大分区支持：支持非常大的文件和分区（理论上可达1EB）。
     • 性能：相对于其前身Ext3有显著的性能提升。
     • 向后兼容：与Ext3和Ext2有良好的兼容性。
   • 用途：
     • Linux系统的根分区 (/)、/home、/var等几乎所有分区。

2. XFS

   • 特点：
     • 高性能：一个高性能的日志文件系统，特别擅长处理大文件和高并发的I/O操作。
     • 可扩展性：设计用于处理非常大的文件系统（理论上可达8EB）和文件。
     • 实时性：最初为SGI的IRIX操作系统开发，具有良好的实时性能。
   • 用途：
     • 大型服务器、数据库服务器、高性能计算集群等需要处理大量数据和高并发访问的场景。
     • 一些Linux发行版（如CentOS/RHEL 7及更高版本）也将其作为默认文件系统。

3. Btrfs (B-tree Filesystem)

   • 特点：
     • 现代特性：一个现代的“写时复制”（Copy-on-Write, CoW）文件系统，旨在解决传统文件系统的一些限制。
     • 快照：支持创建文件系统快照，可以轻松回滚到之前的状态。
     • 数据校验和：内置数据和元数据校验和，自动检测和修复数据损坏。
     • 池化和RAID：支持存储池化、在线调整大小和内置RAID功能。
     • 子卷：允许在单个分区内创建多个逻辑子卷，灵活管理存储。
     • 压缩：支持透明的文件系统级压缩。
   • 用途：
     • OpenSUSE等发行版的默认文件系统。
     • 需要高级数据管理、快照和数据完整性功能的桌面和服务器环境。

4. ZFS (Zettabyte File System)

   • 特点：
     • 企业级：最初由Sun Microsystems开发，是一个集文件系统和逻辑卷管理器于一体的强大系统。
     • 数据完整性：端到端数据完整性，通过校验和确保数据不被静默损坏。
     • 存储池：基于存储池的概念，简化了存储管理。
     • 快照和克隆：强大的快照和克隆功能。
     • RAID-Z：内置类似RAID的冗余机制，提供更好的数据保护。
     • 压缩和重复数据删除：支持透明压缩和重复数据删除。
   • 用途：
     • 大型服务器、NAS设备、数据中心等对数据完整性、可靠性和可扩展性有极高要求的环境。
     • 虽然不是Linux原生文件系统，但通过OpenZFS项目在Linux上得到了广泛应用。

5. Swap File System (交换文件系统)

   • 特点：
     • 虚拟内存：Linux系统将一部分磁盘空间划分为交换空间（Swap Space），作为物理内存的扩展。
     • 分区或文件：交换空间可以是一个独立的分区（通常称为swap分区），也可以是一个交换文件。
   • 用途：
     • 当物理内存不足时，系统会将不常用的数据从内存中交换到交换空间，以释放物理内存供当前运行的应用程序使用。

6. FAT32 / NTFS / exFAT

   • 特点：
     • 兼容性：Linux内核通过FUSE（Filesystem in Userspace）模块或直接的内核驱动程序，可以很好地读写FAT32、NTFS和exFAT文件系统。
   • 用途：
     • 与Windows系统共享数据，或者访问Windows格式化的外部存储设备。