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      EXT3第三代扩展文件系统是一个日志文件系统,常用于Linux操作系统。是很多Linux发行版的默认文件系统。ext3的设计目标就是提供对于ext2的高度兼容,很多磁盘上的结构和都和ext2很相似。

      EXT3 是第三代扩展文件系统(英语:Third extended filesystem,缩写为 ext3),是一个日志文件系统,常用于 Linux 操作系统。它是很多 Linux 发行版的默认文件系统。Stephen Tweedie 在 1999 年 2 月的内核邮件列表中,最早显示了他使用扩展的 ext2,该文件系统从 2.4.15 版本的内核开始,合并到内核主线中。

      ext3是什么

      名词释义

      如果在文件系统尚未 shutdown 前就关机如(停电)时,下次重开机后会造成文件系统的资料不一致,故这时必须做文件系统的重整工作,将不一致与错误的地方修复。然而,此一重整的工作是相当耗时的,特别是容量大的文件系统,而且也不能百分之百保证所有的资料都不会流失。

      为了克服此问题,使用所谓“日志式文件系统 (Journal File System)” 。此类文件系统最大的特色是,它会将整个磁盘的写入动作完整记录在磁盘的某个区域上,以便有需要时可以回溯追踪。

      由于资料的写入动作包含许多的细节,像是改变文件标头资料、搜寻磁盘可写入空间、一个个写入资料区段等等,每一个细节进行到

      飞客数据恢复中心提供

      一半若被中断,就会造成文件系统的不一致,因而需要重整。

      然而,在日志式文件系统中,由于详细纪录了每个细节,故当在某个过程中被中断时,系统可以根据这些记录直接回溯并重整被中断的部分,而不必花时间去检查其他的部分,故重整的工作速度相当快,几乎不需要花时间。

      优势

      虽然它的性能(速度)不如它的竞争对手,例如 JFS2,ReiserFS 和 XFS,但它具有重要的优势,那就是它允许在适当的时候从流行的 ext2 文件系统升级,而无需备份和恢复数据;除此之外,它还具有比 ReiserFS 和 XFS 更低的的 CPU 使用率。

      ext3 文件系统增加的超越其前代的包括:

      · 日志

      · 位目录跨越多个块提供基于树的目录索引

      · 在线系统增长

      如果没有这些,ext3 文件系统也同时是个有效的 ext2 文件系统。这样,经过良好测试的、成熟的文件系统工具来管理和修复 ext2 文件系统工具,可以无需大的变动,就应用于 ext3 文件系统。ext2 和 ext3 文件系统共享相同的工具集,带有 fsck 工具的 e2fsprogs。这种紧密的联系也将两种文件系统之间进行转换(包括升级到 ext3 和降级为 ext2)变得非常容易。

      Linux 实现的 ext3 文件系统,包括 3 个级别的日志:

      日记

      (慢,但风险小)元数据和文件内容都在提交到主文件系统前写入。这样将提高稳定性但性能上有所损失,因为所有的数据都要写入 2 次。如果没有在/etc/fstab 中加上这个选项,修改中的档案遇上 kernel panic 或突然断电的时候就可能发生损毁的情况,当然,这还是得看软体是怎么写入档案的。

      顺序

      (中速,中等风险)顺序和写回类似,但在对应的元数据标记为提交前,强制写入文件内容。这是很多 Linux 发行版默认的方式。

      回写

      (快,但风险最大;在某种感觉上和 ext2 相当): 这边会写入日志的只有 metadata 而已,档案的内容并不会跟着写入日志里面。这样的作法让整个效率变快了不少,不过也同样造成了档案写入时不按顺序的结果。举例来说,档案在附加变大的同时发生了 crash 的情况,就可能造成下次挂载时档案后面就附加一堆垃圾数据的情况。

      尽管 ext3 缺少一些当代文件系统的特点,像是动态的 inode、树状的资料储放结构等等,都是被视作 ext3 的缺点之一,不过在这些特点之外,ext3 在文件系统回复上面就有了很好的表现。跟树状结构的文件系统相比,在 ext3 上面 metadata 是放在固定的位置,而且在写入的同时会重复写入的一些资料让 ext2/3 在面临资料损毁的情况下还有挽回的机会。

      劣势

      功能

      当初 ext3 的设计目标就是提供对于 ext2 的高度兼容,很多磁盘上的结构和都和 ext2 很相似。也因为这样,ext3 缺乏很多最新设计中的功能,例如动态分配 inode 和可变块大小(frags 或 tails)。

      ext3 文件系统在被挂载为写入的时候,是不能进行 fsck 的。 ext3 档案系统的倾倒作业在这个档案系统还是挂载中的时候执行可能会造成资料的损坏。

      ext3 不支持在其他文件系统上已经支持(例如:JFS2 和 ext4)的扩展。

      磁盘碎片

      在文件系统级别上,没有在线的 ext3 磁盘碎片整理工具。

      离线的 ext2 磁盘碎片整理工具 e2defrag,可以用于 ext3 文件系统,但前提是在使用前要将文件系统转换回 ext2。 但依赖于功能位在文件系统中打开,e2defrag 可能会毁灭数据;目前仍然不知道如何处理新的 ext3 功能。

      有一些用户使用的磁盘碎片整理工具,例如 Shake 和 defrag,这些工具通过复制文件来实现新分配的文件不存在碎片。但这只在文件系统相当空的情况下有效,并且该文件系统不经常出现碎片。目前没有真正的用于 ext3 的磁盘碎片整理工具。

      事实上,磁盘碎片整理完全是一种人们在单用户单进程环境下(如 DOS/早期 Windows)工作时养成的旧习。

      在多任务环境下,磁盘碎片的出现根本是不可避免的,而且碎片化的速度非常之快。操作系统的任务不是不负责任地给用户提供一个整理工具,而是应该在系统设计的时候消除碎片化对性能的伤害。比如 Linux 的块设备操作都要经过一个 I/O 调度层,通过在调度层中使用带有电梯算法的调度策略来消除碎片对性能的影响。

      另外,如果将来固态硬盘普及乃至取代传统硬盘,也会让磁盘碎片的概念成为历史。

      反删除

      和 ext2 不同,ext3 会在删除文件时把文件的节点(inode)中的块指标清除。这样做可以在 unclean 载入文件系统后,重放日志时,可以减少对文件系统的访问。但也同样也增加了文件在反删除上面的困难。用户唯一的补救是在硬盘中捞取数据,并且要知道文件的起始到结束的块指标。尽管提供了比 ext2 在删除文件上稍微高一些的安全性,却也无可避免的带来了不便之处。

      压缩

      Ext3 不支持透明压缩(Ext2 以非官方补丁支持)。

      大小限制

      ext3 有一个相对较小的对于单个文件和整个文件系统的最大尺寸。这些限制依赖于文件系统的块大小。

      日志中没有校验和

      Ext3 在写入日志时,并不做校验和。如果 barrier=1 没有作为加载参数(在文件/etc/fstab),并且如果硬件在无次序的写入缓存,在崩溃时会严重损坏文件系统(该选项在大多数流行的 Linux 发行版中都没有被启用,所以大多数发行版的处境都很危险。)

      考虑下面的情况:如果硬盘无序的做写入操作(因为现在的硬盘都使用缓存机制以便摊销写入速度),那么有可能出现在写入处理的提交块时,其他的相关的块已经被写入了。如果电源掉电、内核 panic 出现在其他块写入前,那么系统将必须重启。在重启后,文件系统将按照正常方式重演日志,并且重演“优胜者”(具有提交块的处理,包括上面无效的但被标记为有效的提交块的处理)。于是,上面没有完成的磁盘写入将处理,但使用已经损坏的日志数据。文件系统在重演日志的时候,将错误的使用已经损坏的数据覆盖正常数据。如果使用校验和(如果假的“优胜者”处理被标记为互斥的校验和),文件系统会处理的更好,并且不会在磁盘上重演错误的数据。截止到 2007 年 6 月 24 日,已经有补丁来修复这个问题。

      Ext3 日志文件系统特点

      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

      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 或者 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。

      Ext3 概述

      ext3 索引节点

      全称:Third extended file system

      发布时间:2001 年 11 月(Linux 2.4.15)

      分区标识:0x83 (MBR);EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7 (GPT)

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