.tar.bz2 định d ạng lưu trữ là một định dạng lưu trữ nén được sử dụng rộng rãi kết hợp định dạng tar (Lưu trữ băng) với thuật toán nén bzip2. Định dạng này thường được sử dụng để phân phối và sao lưu các tệp trên các hệ thống giống Unix, vì nó cung cấp khả năng nén hiệu quả và bảo toàn quyền tệp, quyền sở hữu và cấu trúc thư mục.
Định dạng tar ban đầu được phát triển để lưu trữ các tệp trên băng từ, nhưng kể từ đó đã được điều chỉnh để sử dụng trên ổ đĩa. Một lưu trữ tar bao gồm một loạt các bản ghi tệp, mỗi bản ghi chứa siêu dữ liệu về tệp (chẳng hạn như tên, kích thước và quyền) theo sau là chính dữ liệu tệp. Các tệp trong lưu trữ tar được nối với nhau, mà không có bất kỳ nén bổ sung nào.
Bzip2 là một thuật toán nén dữ liệu không mất dữ liệu sử dụng biến đổi Burrows-Wheeler và mã hóa Huffman để đạt được tỷ lệ nén cao. Nó được Julian Seward phát triển vào năm 1996 như một giải pháp thay thế hiệu quả hơn cho thuật toán nén gzip. Bzip2 nén dữ liệu thành các khối có kích thước cố định (thường là 900 KB), cho phép tỷ lệ nén tốt hơn so với gzip, đặc biệt đối với các tệp lớn.
Khi một lưu trữ tar được nén bằng bzip2, tệp kết quả có phần mở rộng tệp .tar.bz2 hoặc .tbz2. Quá trình nén được thực hiện sau khi lưu trữ tar được tạo, do đó siêu dữ liệu tệp gốc được bảo toàn. Để giải nén các tệp từ lưu trữ .tar.bz2, trước tiên thuật toán giải nén bzip2 được áp dụng cho toàn bộ lưu trữ, sau đó lưu trữ tar kết quả được xử lý để giải nén các tệp riêng lẻ.
Định dạng .tar.bz2 có một số ưu điểm so với các định dạng lưu trữ khác. Đầu tiên, nó cung cấp mức nén cao, giúp giảm yêu cầu lưu trữ và tăng tốc độ truyền tệp qua mạng. Thứ hai, nó bảo toàn siêu dữ liệu tệp gốc, bao gồm quyền và quyền sở hữu, điều này rất quan trọng để duy trì tính toàn vẹn của các tệp. Thứ ba, định dạng tar cho phép dễ dàng nối nhiều lưu trữ, giúp đơn giản hóa các hoạt động sao lưu và khôi phục.
Tuy nhiên, cũng có một số hạn chế đối với định dạng .tar.bz2. Một là quá trình nén và giải nén có thể tương đối chậm, đặc biệt đối với các lưu trữ lớn. Điều này là do bzip2 là một thuật toán tốn nhiều tính toán hơn so với các phương pháp nén khác như gzip. Một hạn chế khác là định dạng .tar.bz2 không được hỗ trợ rộng rãi như các định dạng lưu trữ khác, chẳng hạn như .zip, có thể gây ra các vấn đề về khả năng tương thích khi chia sẻ tệp trên các hệ thống khác nhau.
Mặc dù có những hạn chế này, định dạng .tar.bz2 vẫn là một lựa chọn phổ biến để lưu trữ và phân phối các tệp trên các hệ thống giống Unix. Nó được hỗ trợ bởi hầu hết các hệ điều hành hiện đại và có thể dễ dàng tạo và giải nén bằng các công cụ dòng lệnh như tar và bzip2. Nhiều gói phần mềm và bản phân phối mã nguồn được phân phối dưới dạng lưu trữ .tar.bz2, khiến nó trở thành một định dạng quan trọng để các nhà phát triển và quản trị viên hệ thống làm quen.
Ngoài việc sử dụng trong phân phối phần mềm, định dạng .tar.bz2 cũng thường được sử dụng để sao lưu và lưu trữ lưu trữ dài hạn. Khả năng bảo toàn siêu dữ liệu tệp và cấu trúc thư mục của nó làm cho nó phù hợp để tạo c ác bản sao lưu toàn bộ hệ thống có thể dễ dàng khôi phục trong trường hợp mất dữ liệu hoặc lỗi hệ thống. Tuy nhiên, đối với các bản sao lưu quy mô lớn, các định dạng khác như .tar.gz hoặc .7z có thể được ưu tiên do tốc độ nén và giải nén nhanh hơn.
Khi làm việc với các lưu trữ .tar.bz2, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng các công cụ và tùy chọn chính xác được sử dụng để tạo và giải nén các lưu trữ. Lệnh tar được sử dụng để tạo và giải nén các lưu trữ tar, trong khi lệnh bzip2 được sử dụng để nén và giải nén dữ liệu. Để tạo một lưu trữ .tar.bz2, lệnh tar được sử dụng với các tùy chọn -c (tạo), -j (nén bzip2) và -f (tên tệp), theo sau là tên của các tệp hoặc thư mục cần lưu trữ. Ví dụ:
```bash tar cjf archive.tar.bz2 directory/ ```
Để giải nén một lưu trữ .tar.bz2, lệnh tar được sử dụng với các tùy chọn -x (giải nén), -j (giải nén bzip2) và -f (tên tệp), theo sau là tên của tệp lưu trữ. Ví dụ:
```bash tar xjf archive.tar.bz2 ```
Cũng có thể xem trước nội dung của lưu trữ .tar.bz2 mà không cần giải nén, bằng cách sử dụng tùy chọn -t (liệt kê) thay vì -x. Điều này có thể hữu ích để xác minh nội dung của lưu trữ trước khi giải nén.
Khi tạo các lưu trữ .tar.bz2 để phân phối hoặc lưu trữ dài hạn, điều quan trọng là phải xem xét khả năng tương thích của lưu trữ với các hệ thống và phiên bản khác nhau của các công cụ tar và bzip2. Một số phiên bản cũ hơn của các công cụ này có thể không hỗ trợ tất cả các tính năng hoặc tùy chọn được sử dụng trong các phiên bản mới hơn, có thể gây ra sự cố khi cố gắng giải nén lưu trữ. Nói chung, nên sử dụng các phiên bản ổn định mới nhất của tar và bzip2 khi tạo lưu trữ và kiểm tra lưu trữ trên nhiều hệ thống khác nhau để đảm bảo khả năng tương thích.
Một cân nhắc khác khi sử dụng các lưu trữ .tar.bz2 là mức nén được sử dụng. Bzip2 hỗ trợ các mức nén từ 1 (nhanh nhất, nén ít nhất) đến 9 (chậm nhất, nén nhiều nhất), với mức mặc định là 9. Sử dụng mức nén cao hơn sẽ tạo ra các tệp lưu trữ nhỏ hơn, nhưng cũng mất nhiều thời gian hơn để nén và giải nén. Trong một số trường hợp, có thể hiệu quả hơn khi sử dụng mức nén thấp hơn để đạt được thời gian nén và giải nén nhanh hơn, ngay cả khi tệp lưu trữ kết quả có kích thước lớn hơn một chút.
Tóm lại, định dạng lưu trữ .tar.bz2 là một công cụ mạnh mẽ và linh hoạt để lưu trữ và phân phối các tệp trên các hệ thống giống Unix. Sự kết hợp giữa định dạng tar để bảo toàn siêu dữ liệu tệp và thuật toán bzip2 để nén hiệu quả làm cho nó phù hợp với nhiều trường hợp sử dụng khác nhau, từ phân phối phần mềm đến sao lưu hệ thống. Mặc dù có một số hạn chế về tốc độ và khả năng tương thích, nhưng khả năng hỗ trợ rộng rãi và khả năng xử lý các hệ thống tệp lớn và phức tạp của nó làm cho nó trở thành một định dạng quan trọng để hiểu và sử dụng trong nhiều môi trường máy tính.
Nén tệp giảm độ dư thừa để cùng một lượng thông tin sử dụng ít bit hơn. Giới hạn trên được quyết định bởi lý thuyết thông tin: với nén không mất dữ liệu, giới hạn là entropy của nguồn (xem định lý mã nguồn c ủa Shannon source coding theorem và bài báo gốc năm 1948 “A Mathematical Theory of Communication”). Với nén mất dữ liệu, sự đánh đổi giữa bitrate và chất lượng được mô tả bởi lý thuyết rate–distortion.
Hầu hết bộ nén có hai giai đoạn. Đầu tiên một mô hình dự đoán hoặc lộ ra cấu trúc trong dữ liệu. Sau đó một bộ mã biến các dự đoán đó thành mẫu bit gần tối ưu. Gia đình kinh điển là Lempel–Ziv LZ77 (1977) và LZ78 (1978) phát hiện chuỗi lặp rồi phát các tham chiếu thay vì byte thô. Ở phía mã hóa mã Huffman (bài gốc 1952) gán mã ngắn hơn cho ký hiệu có xác suất cao. Mã hóa số học và range coding tiến gần hơn nữa tới giới hạn entropy, trong khi Asymmetric Numeral Systems (ANS) hiện đại đạt được tỷ lệ tương tự với các bảng tra cứu nhanh.
DEFLATE (dùng bởi gzip, zlib, ZIP) kết hợp LZ77 và Huffman. Đặc tả đều mở: DEFLATE RFC 1951, lớp bọc zlib RFC 1950và định dạng gzip RFC 1952. Gzip được thiết kế cho streaming và không cung cấp truy cập ngẫu nhiên. PNG chuẩn hóa DEFLATE là phương pháp duy nhất (cửa sổ tối đa 32 KiB) theo đặc tả “Compression method 0…” và W3C/ISO PNG 2nd Edition.
Zstandard (zstd): bộ nén đa dụng mới cung cấp tỷ lệ cao và giải nén cực nhanh. Định dạng có trong RFC 8878 (cùng bản HTML) và đặc tả tham chiếu trên GitHub. Như gzip, frame cơ bản không nhắm tới truy cập ngẫu nhiên. Siêu năng lực của zstd là từ điển: mẫu nhỏ từ tập dữ liệu giúp hàng loạt tệp nhỏ/giống nhau nén tốt hơn (xem tài liệu python-zstandard và ví dụ của Nigel Tao). Triển khai hỗ trợ cả từ điển “unstructured” lẫn “structured” (thảo luận).
Brotli: tối ưu cho nội dung web (font WOFF2, HTTP). Kết hợp từ điển tĩnh và lõi LZ+entropy giống DEFLATE. Đặc tả là RFC 7932, mô tả cửa sổ 2WBITS−16 với WBITS [10, 24] (1 KiB−16 B tới 16 MiB−16 B) và rằng nó không cung cấp truy cập ngẫu nhiên. Brotli thường vượt gzip trên văn bản web và giải nén nhanh.
Vỏ chứa ZIP: ZIP là kho tệp có thể lưu nhiều phương pháp nén (deflate, store, zstd...). Chuẩn thực tế là APPNOTE của PKWARE (xem cổng APPNOTE, bản lưu trữvà tóm tắt của LC ZIP File Format (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 ưu tiên tốc độ tuyệt đối với tỷ lệ vừa phải. Xem trang dự án và định dạng frame. Lý tưởng cho cache trong RAM, telemetri hoặc đường nóng cần giải nén gần tốc độ bộ nhớ.
XZ / LZMA hướng đến mật độ cao (tỷ lệ tốt) với thời gian nén chậm hơn. XZ là vỏ chứa; công việc chính do LZMA/LZMA2 (mô hình LZ77 + range coding) đảm nhiệm. Xem định dạng .xz, đặc tả LZMA (Pavlov)và ghi chú kernel Linux về XZ Embedded. XZ thường nén tốt hơn gzip và cạnh tranh với codec hiện đại, nhưng mã hóa lâu hơn.
bzip2 dùng Biến đổi Burrows–Wheeler (BWT), move-to-front, RLE và Huffman. Thường nhỏ hơn gzip nhưng chậm hơn; xem hướng dẫn chính thức và trang man (Linux).
Kích thước “cửa sổ” rất quan trọng. Tham chiếu DEFLATE chỉ nhìn lại 32 KiB (RFC 1951) và giới hạn 32 KiB của PNG được nêu ở đây. Brotli hỗ trợ cửa sổ từ ~1 KiB đến 16 MiB (RFC 7932). Zstd điều chỉnh cửa sổ và độ sâu tìm kiếm theo level (RFC 8878). Dòng cơ sở của gzip/zstd/brotli hướng tới giải nén tuần tự; bản thân định dạng không hứa truy cập ngẫu nhiên, nhưng các vỏ chứa (tar có chỉ mục, framing theo khối, chỉ mục chuyên biệt) có thể bổ sung.
Các định dạng trên là lossless: bạn khôi phục đúng byte ban đầu. Codec media thường lossy: loại bỏ chi tiết khó nhận biết để giảm bitrate. Với ảnh, JPEG cổ điển (DCT, lượng tử hóa, mã entropy) được chuẩn hóa trong ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1. Với âm thanh, MP3 (MPEG-1 Layer III) và AAC (MPEG-2/4) dùng mô hình cảm nhận và biến đổi MDCT (xem ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7và tổng quan MDCT tại đây). Lossy và lossless có thể cùng tồn tại (ví dụ PNG cho UI, codec web cho ảnh/video/audio).
Lý thuyết Shannon 1948 · Rate–distortion · Mã hóa Huffman 1952 · Mã số học · Range coding · ANS. Định dạng DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · LZ4 frame · định dạng XZ. Chuỗi BWT Burrows–Wheeler (1994) · hướng dẫn bzip2. Media JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
Tóm lại: hãy chọn bộ nén phù hợp dữ liệu và ràng buộc của bạn, đo trên dữ liệu thực và đừng quên lợi ích từ từ điển cùng cách đóng gói thông minh. Khi ghép đúng, bạn sẽ có tệp nhỏ hơn, truyền nhanh hơn và ứng dụng phản hồi hơn mà không hy sinh độ chính xác hay tính di động.
Nén file là quá trình giảm kích thước của một file hoặc các file, thường để tiết kiệm không gian lưu trữ hoặc tăng tốc độ truyền trên mạng.
Nén file hoạt động bằng cách xác định và loại bỏ sự trùng lặp trong dữ liệu. Nó sử dụng thuật toán để mã hóa dữ liệu gốc trong một không gian nhỏ hơn.
Hai loại chính của nén file là nén lossless và lossy. Nén lossless cho phép phục hồi hoàn toàn file gốc, trong khi nén lossy cho phép giảm kích thước đáng kể hơn nhưng có thể mất một phần chất lượng dữ liệu.
Một ví dụ phổ biến về công cụ nén file là WinZip, hỗ trợ nhiều định dạng nén bao gồm ZIP và RAR.
Với nén lossless, chất lượng không thay đổi. Tuy nhiên, với nén lossy, có thể có sự giảm chất lượng rõ rệt do nó loại bỏ dữ liệu ít quan trọng để giảm kích thước file đáng kể hơn.
Có, nén file an toàn về mặt tính toàn vẹn của dữ liệu, đặc biệt với nén lossless. Tuy nhiên, giống như bất kỳ file nào, file nén có thể bị mục tiêu bởi malware hoặc virus, vì vậy luôn quan trọng khi có phần mềm bảo mật uy tín.
Hầu như tất cả các loại file đều có thể được nén, bao gồm file văn bản, hình ảnh, audio, video và file phần mềm. Tuy nhiên, mức độ nén có thể thực hiện đáng kể có thể thay đổi giữa các loại file khác nhau.
ZIP file là một loại định dạng file sử dụng nén lossless để giảm kích thước của một hoặc nhiều file. Nhiều file trong một ZIP file effectively được gói lại thành một file duy nhất, điều này cũng giúp việc chia sẻ dễ dàng hơn.
Về mặt kỹ thuật, có, mặc dù việc giảm kích thước thêm có thể tối thiểu hoặc thậm chí phản tác dụng. Nén một file đã được nén đôi khi có thể tăng kích thước do metadata được thêm vào bởi thuật toán nén.
Để giải nén một file, bạn thường cần một công cụ giải nén hoặc giải nén, như WinZip hoặc 7-Zip. Những công cụ này có thể trích xuất các file gốc từ định dạng nén.