Linux分区类型EXT2、EXT3、EXT4详解

一、EXT2与EXT3

Linux之前缺省情况下使用的文件系统为Ext2,ext2文件系统的确高效稳定。但是,随着Linux系统在关键业务中的应用,Linux文件系统的弱点也渐渐显露出来了:其中系统缺省使用的ext2文件系统是非日志文件系统。这在关键行业的应用是一个致命的弱点.Ext3文件系统是直接从Ext2文件系统发展而来,目前ext3文件系统已经非常稳定可靠。它完全兼容ext2文件系统。用户可以平滑地过渡到一个日志功能健全的文件系统中来。这实际上了也是ext3日志文件系统初始设计的初衷。

二、EXT3日志文件系统的特点

1、高可用性

系统使用了ext3文件系统后,即使在非正常关机后,系统也不需要检查文件系统。宕机发生后,恢复ext3文件系统的时间只要数十秒钟。

2、数据的完整性

ext3文件系统能够极大地提高文件系统的完整性,避免了意外宕机对文件系统的破坏。在保证数据完整性方面,ext3文件系统有2种模式可供选择。其中之一就是“同时保持文件系统及数据的一致性”模式。采用这种方式,你永远不再会看到由于非正常关机而存储在磁盘上的垃圾文件。

3、文件系统的速度

尽管使用ext3文件系统时,有时在存储数据时可能要多次写数据,但是,从总体上看来,ext3比ext2的性能还要好一些。这是因为ext3的日志功能对磁盘的驱动器读写头进行了优化。所以,文件系统的读写性能较之Ext2文件系统并来说,性能并没有降低。

4、数据转换

由ext2文件系统转换成ext3文件系统非常容易,只要简单地键入两条命令即可完成整个转换过程,用户不用花时间备份、恢复、格式化分区等。用一个ext3文件系统提供的小工具tune2fs,它可以将ext2文件系统轻松转换为ext3日志文件系统。另外,ext3文件系统可以不经任何更改,而直接加载成为ext2文件系统。

5、多种日志模式

Ext3有多种日志模式,一种工作模式是对所有的文件数据及metadata(定义文件系统中数据的数据,即数据的数据)进行日志记录(data=journal模式);另一种工作模式则是只对metadata记录日志,而不对数据进行日志记录,也即所谓data=ordered或data=writeback模式。系统管理人员可以根据系统的实际工作要求,在系统的工作速度与文件数据的一致性之间作出选择。

三、EXT3的优点

为什么你需要从ext2迁移到ext3呢?以下有四个主要原因:可用性、数据完整性、速度、易于迁移。

1、可用性

在非正常当机后(停电、系统崩溃),只有在通过e2fsck进行一致性校验后,ext2文件系统才能被装载使用。运行e2fsck的时间主要取决于 ext2文件系统的大小。校验稍大一些的文件系统(几十GB)需要很长时间。如果文件系统上的文件数量多,校验的时间则更长。校验几百个GB的文件系统可能需要一个小时或更长。这极大地限制了可用性。相比之下,除非发生硬件故障,即使非正常关机,ext3也不需要文件系统校验。这是因为数据是以文件系统始终保持一致方式写入磁盘的。在非正常关机后,恢复ext3文件系统的时间不依赖于文件系统的大小或文件数量,而依赖于维护一致性所需“日志”的大小。使用缺省日志设置,恢复时间仅需一秒(依赖于硬件速度)。

2、数据完整性

使用ext3文件系统,在非正常关机时,数据完整性能得到可靠的保障。你可以选择数据保护的类型和级别。你可以选择保证文件系统一致,但是允许文件系统上的数据在非正常关机时受损;这是可以在某些状况下提高一些速度(但非所有状况)。你也可以选择保持数据的可靠性与文件系统一致;这意味着在当机后,你不会在新近写入的文件中看到任何数据垃圾。这个保持数据的可靠性与文件系统一致的安全的选择是缺省设置。

3、速度

尽管ext3写入数据的次数多于ext2,但是ext3常常快于ext2(高数据流)。这是因为ext3的日志功能优化硬盘磁头的转动。你可以从3种日志模式中选择1种来优化速度,有选择地牺牲一些数据完整性。

4、易于迁移

你可以不重新格式化硬盘,并且很方便的从ext2迁移至ext3而享受可靠的日志文件系统的好处。对,不需要做长时间的、枯燥的、有可能失误的“备份-重新格式化-恢复”操作,就可以体验ext3的优点。有两种迁移的方法:如果你升级你的系统,Red Hat Linux安装程序会协助迁移。需要你做的工作 就是为每一个文件系统按一下选择按钮。使用tune2fs程序可以为现存的ext2文件系统增加日志功能。如果文件系统在转换的过程已经被装载了(mount),那么在root目录下会出现文件”.journal”;如果文件系统没有被装载,那么文件系统中不会出现该文件。转换文件系统,只需要运行tune2fs –j /dev/hda1(或者你要转换的文件系统所在的任何设备名称),同时把文件/etc/fstab中的ext2修改为ext3。如果你要转换自己的根文件系统,你必须使用initrd引导启动。参照mkinitrd的手册描述运行程序,同时确认自己的LILO或GRUB配置中装载了initrd(如果没有成功,系统仍然能启动,但是根文件系统会以ext2形式装载,而不是ext3,你可以使用命令cat /proc/mounts 来确认这一点。)详情可参看tune2fs命令的man page在线手册(执行man tune2fs)。

总而言之

ext3日志文件系统是目前linux系统由ext2文件系统过度到日志文件系统最为简单的一种选择,实现方式也最为简洁。由于是直接从ext2文件系统发展而来,系统由ext2文件系统过渡到ext3日志文件系统升级过程平滑,可以最大限度地保证系统数据的安全性。目前linux系统要使用日志文件系统,最保险的方式就是选择ext3文件系统。

四、EXT3与EXT4的主要区别 

Linux kernel自2.6.28开始正式支持新的文件系统 Ext4。 Ext4是Ext3的改进版,修改了Ext3中部分重要的数据结构,而不仅仅像Ext3对Ext2那样,只是增加了一个日志功能而已。Ext4 可以提供更佳的性能和可靠性,还有更为丰富的功能:

1.与Ext3兼容

执行若干条命令,就能从Ext3在线迁移到Ext4,而无须重新格式化磁盘或重新安装系统。原有Ext3数据结构照样保留,Ext4作用于新数据,当然,整个文件系统因此也就获得了Ext4所支持的更大容量。

2.更大的文件系统和更大的文件

较之Ext3目前所支持的最大16TB文件系统和最大2TB文件,Ext4分别支持1EB(1,048,576TB,1EB=1024PB,1PB=1024TB)的文件系统,以及16TB 的文件。

3.无限数量的子目录

Ext3目前只支持32,000个子目录,而Ext4支持无限数量的子目录。

4.Extents

Ext3采用间接块映射,当操作大文件时,效率极其低下。比如一个 100MB 大小的文件,在Ext3中要建立25,600个数据块(每个数据块大小为 4KB)的映射表。而Ext4引入了现代文件系统中流行的extents概念,每个 extent 为一组连续的数据块,上述文件则表示为“该文件数据保存在接下来的25,600个数据块中”,提高了不少效率。

5.多块分配

当写入数据到 Ext3 文件系统中时,Ext3 的数据块分配器每次只能分配一个 4KB 的块,写一个 100MB 文件就要调用 25,600 次数据块分配器,而 Ext4 的多块分配器“multiblock allocator”(mballoc) 支持一次调用分配多个数据块。

6.延迟分配

Ext3的数据块分配策略是尽快分配,而 Ext4 和其它现代文件操作系统的策略是尽可能地延迟分配,直到文件在 cache 中写完才开始分配数据块并写入磁盘,这样就能优化整个文件的数据块分配,与前两种特性搭配起来可以显著提升性能。

7.快速 fsck

以前执行 fsck 第一步就会很慢,因为它要检查所有的 inode,现在 Ext4 给每个组的 inode 表中都添加了一份未使用 inode 的列表,今后 fsck Ext4 文件系统就可以跳过它们而只去检查那些在用的 inode 了。

8.日志校验

日志是最常用的部分,也极易导致磁盘硬件故障,而从损坏的日志中恢复数据会导致更多的数据损坏。Ext4的日志校验功能可以很方便地判断日志数据是否损坏,而且它将Ext3 的两阶段日志机制合并成一个阶段,在增加安全性的同时提高了性能。

9.“无日志”(No Journaling)模式

日志总归有一些开销,Ext4允许关闭日志,以便某些有特殊需求的用户可以借此提升性能。

10.在线碎片整理

尽管延迟分配、多块分配和extents能有效减少文件系统碎片,但碎片还是不可避免会产生。Ext4支持在线碎片整理,并将提供e4defrag工具进行个别文件或整个文件系统的碎片整理。

11.inode 相关特性

Ext4支持更大的inode,较之Ext3默认的inode大小128字节,Ext4为了在 inode 中容纳更多的扩展属性(如纳秒时间戳或inode版本),默认inode大小为256字节。Ext4 还支持快速扩展属性(fast extended attributes)和inode保留(inodes reservation)。

12.持久预分配(Persistent preallocation)

P2P软件为了保证下载文件有足够的空间存放,常常会预先创建一个与所下载文件大小相同的空文件,以免未来的数小时或数天之内磁盘空间不足导致下载失败。 Ext4在文件系统层面实现了持久预分配并提供相应的API(libc 中的 posix_fallocate()),比应用软件自己实现更有效率。

13.默认启用 barrier

磁盘上配有内部缓存,以便重新调整批量数据的写操作顺序,优化写入性能,因此文件系统必须在日志数据写入磁盘之后才能写commit记录,若commit 记录写入在先,而日志有可能损坏,那么就会影响数据完整性。Ext4默认启用barrier,只有当barrier之前的数据全部写入磁盘,才能写barrier之后的数据。(可通过“mount -o barrier=0″命令禁用该特性。)

五、EXT2转EXT3

编辑/etc/fstab。把每一个你想转换成ext3的分区的条目改成类似的内容:

  /dev/hdXX /mnt_point ext3 defaults 1 0

在上面的一行中,将 /dev/hdXX 替换成分区,例如 /dev/hda2,把 /mnt_point 替换成你想挂载的位置,例如:/home。最后的 0 保证在启动的时候这个分区不会被chechfs脚本进行一致性检查。若想这个分区肯定可以被挂载然后又不太肯定内核支持ext3的话,可以把ext3换成auto。启动每一个你在 /etc/fstab中改为ext3的分区的日志,运行:tune2fs -j /dev/hdXX 重新挂载分区或者重起系统(如果你重新编译了内核)。

时间: 2024-10-10 06:14:55

Linux分区类型EXT2、EXT3、EXT4详解的相关文章

linux分区之ext2,ext3,ext4,gpt

2013-07-10 12:00:24 标签:ext3 gpt 原创作品,允许转载,转载时请务必以超链接形式标明文章 原始出处 .作者信息和本声明.否则将追究法律责任.http://wushank.blog.51cto.com/3489095/1244191 一.各分区简单介绍: 1.EXT是Linux系统下的一种磁盘分区格式,等同于XP下的FAT/FAT16/FAT32,大家知道安卓是基于Linux系统开发的手机系统,那么同样的就有这些分区格式,平时我们所说的开启a2sd功能,就是在SD卡中分

Linux ext2/ext3文件系统详解

转载: Linux ext2/ext3文件系统使用索引节点来记录文件信息,作用像windows的文件分配表.索引节点是一个结构,它包含了一个文件的长度.创建及修改时间.权限.所属关系.磁盘中的位置等信息.一个文件系统维护了一个索引节点的数组,每个文件或目录都与索引节点数组中的唯一一个元素对应.系统给每个索引节点分配了一个号码,也就是该节点在数组中的索引号,称为索引节点号. linux文件系统将文件索引节点号和文件名同时保存在目录中.所以,目录只是将文件的名称和它的索引节点号结合在一起的一张表,目

调整分区大小(ext2\ext3\ext4)

现在的时间是2017年5月27日 我想说调整分区大小没那么麻烦,至少我直接将一个ext3格式分区从50G减少到了30G. 步骤如下 1 首先确保那个分区是没被挂载的. 2 调整分区大小,但是其实并没有实际的改变分区的边界. e2fsck /dev/sda3 resize2fs /dev/sda3 30G 3 删了分区,重建分区.这样分区的大小就被改变了. 需要注意的是,你重建的分区必须和原来的分区起始地址一致,分区编号一致. 那你就事先打印一下,记住那个分区开始的扇区.(fdisk 的命令 p)

Linux fdisk命令参数及用法详解---Linux磁盘分区管理命令fdisk

fdisk 命令 linux磁盘分区管理 用途:观察硬盘之实体使用情形与分割硬盘用. 使用方法: 一.在 console 上输入 fdisk -l /dev/sda ,观察硬盘之实体使用情形. 二.在 console 上输入 fdisk /dev/sda,可进入分割硬盘模式. 1. 输入 m 显示所有命令列示. 2. 输入 p 显示硬盘分割情形. 3. 输入 a 设定硬盘启动区. 4. 输入 n 设定新的硬盘分割区. 4.1. 输入 e 硬盘为[延伸]分割区(extend). 4.2. 输入 p

Linux(RHEL6)启动过程详解

Linux(红帽RHEL6)启动过程详解: RHEL的一个重要和强大的方面是它是开源的,并且系统的启动过程是用户可配置的.用户可以自由的配置启动过程的许多方面,包括可以指定启动时运行的程序.同样的,系统关机时所要终止的进程也是可以进行组织和配置的,即使这个过程的自定义很少被需要. 理解系统的启动和关机过程是如何实现的不仅可以允许自定义,而且也可以更容易的处理与系统的启动或者关机相关的故障.  1.启动过程  以下是启动过程的几个基本阶段:   ① 系统加载并允许boot loader.此过程的细

(备忘)Linux mount(挂载命令)详解

挂接命令(mount) 首先,介绍一下挂接(mount)命令的使用方法,mount命令参数非常多,这里主要讲一下今天我们要用到的. 命令格式:mount [-t vfstype] [-o options] device dir 其中: 1.-t vfstype 指定文件系统的类型,通常不必指定.mount 会自动选择正确的类型.常用类型有: 光盘或光盘镜像:iso9660 DOS fat16文件系统:msdos Windows 9x fat32文件系统:vfat Windows NT ntfs文

Linux LVM逻辑卷配置过程详解

Linux LVM逻辑卷配置过程详解 许多Linux使用者安装操作系统时都会遇到这样的困境:如何精确评估和分配各个硬盘分区的容量,如果当初评估不准确,一旦系统分区不够用时可能不得不备份.删除相关数据,甚至被迫重新规划分区并重装操作系统,以满足应用系统的需要. LVM是Linux环境中对磁盘分区进行管理的一种机制,是建立在硬盘和分区之上.文件系统之下的一个逻辑层,可提高磁盘分区管理的灵活性.RHEL5默认安装的分区格式就是LVM逻辑卷的格式,需要注意的是/boot分区不能基于LVM创建,必须独立出

Linux 下的dd命令使用详解

dd if=/dev/zero of=的含义是什么?Linux 下的dd命令使用详解     一.dd命令的解释 dd:用指定大小的块拷贝一个文件,并在拷贝的同时进行指定的转换. 注意:指定数字的地方若以下列字符结尾,则乘以相应的数字:b=512:c=1:k=1024:w=2 参数注释: 1. if=文件名:输入文件名,缺省为标准输入.即指定源文件.< if=input file > 2. of=文件名:输出文件名,缺省为标准输出.即指定目的文件.< of=output file >

【转载】格式化存储装置成为 Ext2/Ext3/Ext4 档案系统

格式化 用系统管理员帐户 (即 root) 身份打「mkfs -t ext2|ext3|ext4 储存装置」: mkfs -t ext3 /dev/sdb5 要格式化档案系统为 Ext2,亦可以直接使用命令 mkfs.ext2 或 mke2fs,例如: mkfs.ext2 /dev/sdb5 或者: mke2fs /dev/sdb5 要格式化档案系统为 Ext3,亦可以使用命令 mkfs.ext3 或 mke2fs -j,例如: mkfs.ext3 /dev/sdb5 或者: mke2fs -j