Thomas.will am 20. August 2026 um 05:44 Uhr

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Thomas.will: Die Seite wurde neu angelegt: „XFS ist ein 64-Bit-Journaling-Dateisystem, ursprünglich von Silicon Graphics (SGI) in den 1990er Jahren für IRIX und High-Performance-Computing entwickelt un…“

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Die Seite wurde neu angelegt: „XFS ist ein 64-Bit-Journaling-Dateisystem, ursprünglich von Silicon Graphics (SGI) in den 1990er Jahren für IRIX und High-Performance-Computing entwickelt un…“

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XFS ist ein 64-Bit-Journaling-Dateisystem, ursprünglich von Silicon Graphics (SGI) in den 1990er Jahren für IRIX und High-Performance-Computing entwickelt und seit 2001 im Linux-Kernel. Auf Red Hat, Rocky und CentOS ist es das Standard-Dateisystem. Dieser Artikel behandelt Aufbau und Besonderheiten von XFS sowie die Werkzeuge zur Administration.

Alle Beispiele verwenden Datenpartitionen ab <code>/dev/sdb</code>. '''<code>/dev/sda</code> ist die Systemplatte und wird nie angefasst.'''

=Eigenschaften von XFS=

==Kerncharakteristik==
*Journaling-Dateisystem – kein Copy-on-Write wie btrfs oder ZFS.
*Aufbau in unabhängigen '''Allocation Groups (AGs)''' statt klassischer Block Groups.
*Online-Vergrößern möglich, '''Verkleinern nicht''' – weder online noch offline.
*Sehr gute Skalierung bei großen Dateien und hoher Parallelität, ausgelegt bis in den Exabyte-Bereich.

==Erweiterte Funktionen==
*ACLs (Access Control Lists), erweiterte Attribute (xattr) und Quota-Unterstützung (User, Group, Project).

=Architektur=

Auch ext4 unterteilt das Volume in Gruppen. Der Unterschied liegt nicht in der Gruppierung selbst, sondern in Zweck und Locking-Granularität:

*'''Ext4 Block Groups''' dienen vor allem der '''Lokalität''' – Inodes nah bei ihren Datenblöcken, kurze Seek-Wege auf HDDs. Die Allokation läuft faktisch über einen globalen, seriell arbeitenden Allocator.
*'''XFS Allocation Groups''' sind für echte '''Parallelität''' entworfen – praktisch unabhängige Mini-Dateisysteme innerhalb eines Geräts. Jede AG hat eigene AGF/AGI-Locks, sodass mehrere Threads gleichzeitig in verschiedenen AGs allozieren können, ohne sich zu blockieren.

'''Merksatz:''' Beide haben Gruppen – ext4 nutzt sie für Lokalität (seriell), XFS für Locking-Granularität (parallel).

{{#drawio:xfs-ag}}
''Abbildung 1: Aufbau der Allocation Groups''

==Die zentralen Metadaten-Strukturen==

*'''Superblock''' – nur in AG 0 der echte Superblock, in allen weiteren AGs eine Kopie zur Redundanz. Enthält die globalen Parameter: Blockgröße, AG-Größe, Inode-Größe, UUID.
*'''AGF (Allocation Group Free Space)''' – verwaltet den freien Platz innerhalb der AG über zwei parallele B+Trees: einer sortiert nach Blocknummer (Suche nach freiem Extent nahe bestehender Daten), einer nach Extent-Größe (passenden freien Extent für eine Allokation finden).
*'''AGI (Allocation Group Inode Information)''' – verwaltet Inodes '''ohne feste Bitmap''', dynamisch per B+Tree. Deshalb ist die Zahl der Inodes bei XFS – anders als bei ext4 – beim <code>mkfs</code> '''nicht''' fest vorgegeben, sondern wächst mit Bedarf.
*'''B+Trees''' – XFS verwendet fast überall B+Trees statt linearer Bitmaps (Free Space, Inodes, Extents, große Verzeichnisse). Suchen, Einfügen und Löschen laufen in O(log n) statt linearem Scan.

=Delayed Allocation=

XFS reserviert beim Schreiben zunächst nur virtuell Platz im RAM (Extent-Reservierung); die tatsächliche physische Blockzuweisung erfolgt erst beim Flush auf die Platte. Dadurch werden viele kleine Schreibvorgänge zu einem großen zusammenhängenden Extent zusammengefasst – weniger Fragmentierung bei sequentiellen Lasten wie Datenbank-Dumps, Logs oder großen Kopien.

{{#drawio:xfs-delalloc}}
''Abbildung 2: Delayed Allocation''

Delayed Allocation ist kein XFS-Alleinstellungsmerkmal – ext4 nutzt dasselbe Prinzip (siehe [[ext4 Eigenschaften]]).

=XFS ist kein Copy-on-Write=

{| class="wikitable"
! Eigenschaft !! ext4 / XFS !! btrfs / ZFS
|-
| Schreibprinzip || Overwrite in-place || Copy-on-Write
|-
| Crash-Konsistenz || Metadaten-Journal (Redo/Replay) || alter Block bleibt bis zum Pointer-Swap gültig
|-
| Snapshots || nicht nativ (nur über LVM darunter) || nativ, quasi kostenlos
|-
| Prüfsummen je Block || nein (nur Metadaten) || ja (Standard)
|}

'''Merksatz:''' CoW = nie überschreiben, immer umbiegen (btrfs/ZFS). Journaling = überschreiben, aber die Absicht vorher protokollieren (ext4/XFS).

=Wachsen und Schrumpfen=

{| class="wikitable"
! !! ext4 !! XFS
|-
| Online vergrößern || ja (<code>resize2fs</code>) || ja (<code>xfs_growfs</code>)
|-
| Offline vergrößern || ja || ja
|-
| Verkleinern || ja, aber nur offline || '''nicht unterstützt'''
|}

Einmal als XFS formatiert und zu groß gewachsen, gibt es nur den Weg über Backup, Neuformatieren und Restore. Ein <code>xfs_shrink</code> existiert nicht.

=Wann XFS, wann ext4?=

*'''XFS''' bei sehr großen Volumes (Multi-TB, Datenbanken, Fileserver), hoher paralleler I/O-Last und großen Dateien mit sequentiellem Zugriff.
*'''ext4''' bei kleineren Partitionen, wo man Verkleinern braucht, bei geringerem RAM-/Overhead-Anspruch und didaktisch, um den Offline-Shrink mit <code>resize2fs</code> zu zeigen.

=Administration=

Die folgenden Werkzeuge gehören zum täglichen Umgang mit XFS auf RHEL/Rocky.

==Ein Dateisystem anlegen==
*mkfs.xfs /dev/sdb2

Mit Label und erzwungenem Überschreiben. <code>-f</code> legt auch dann an, wenn schon ein Dateisystem existiert; <code>-L</code> setzt ein Label (max. 12 Zeichen).
*mkfs.xfs -f -L test /dev/sdb2

meta-data=/dev/sdb2 isize=512 agcount=4, agsize=327680 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=1, sparse=1, rmapbt=0
= reflink=1 bigtime=1 inobtcount=1 nrext64=0
data = bsize=4096 blocks=1310720, imaxpct=25
= sunit=0 swidth=0 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0, ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=16384, version=2
= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0

In der Ausgabe sieht man <code>agcount=4</code>: vier Allocation Groups. Das Journal (<code>log</code>) liegt intern im Dateisystem selbst.

==Informationen abrufen==
Metadaten und Aufbau anzeigen – wahlweise über das Gerät oder über den Mountpunkt.
*xfs_info /dev/sdb2

Label und UUID aller Blockgeräte:
*lsblk -f

==Online vergrößern==
Voraussetzung: das darunterliegende Blockgerät oder der LV wurde bereits vergrößert (etwa mit <code>lvextend</code>). Wichtig: <code>xfs_growfs</code> arbeitet auf dem '''Mountpunkt''', nicht auf dem Gerät – anders als <code>resize2fs</code> bei ext4.
*xfs_growfs /mnt/work

==Reparieren==
Nur im '''ausgehängten''' Zustand.
*umount /mnt/work

*xfs_repair /dev/sdb2

Bei beschädigtem Log wird es mit <code>-L</code> verworfen. Datenverlust möglich – nur als letzter Ausweg, wenn der normale Log-Replay beim Mounten fehlschlägt.
*xfs_repair -L /dev/sdb2

==Label oder UUID nachträglich ändern==
Ohne Neuformatieren, nur im ausgehängten Zustand.
*xfs_admin -L neuesLabel /dev/sdb2

*xfs_admin -U generate /dev/sdb2

==Fragmentierung==
Grad der Fragmentierung prüfen:
*xfs_db -c frag -r /dev/sdb2

Defragmentieren. Ohne Geräteangabe durchsucht <code>xfs_fsr</code> alle gemounteten XFS-Dateisysteme.
*xfs_fsr /dev/sdb2

==Freeze und Unfreeze==
Für einen konsistenten Snapshot eines laufenden Systems, etwa vor einem LVM-Snapshot. Einfrieren:
*xfs_freeze -f /mnt/work

Wieder auftauen:
*xfs_freeze -u /mnt/work

==Quota==
Quota wird über eine Mount-Option in <code>/etc/fstab</code> aktiviert: <code>uquota</code> (User), <code>gquota</code> (Group) oder <code>pquota</code> (Project). Auswertung:
*xfs_quota -x -c 'report' /mnt/work

[[Kategorie:Dateisysteme]]
[[Kategorie:Rocky Linux Kurs]]

Storage Tools die man kennen sollte - Versionsgeschichte

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