Linux ext2/ext3文件系統(tǒng)詳解
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Linux ext2/ext3文件系統(tǒng)使用索引節(jié)點來記錄文件信息，作用像windows的文件分配表。索引節(jié)點是一個結構，它包含了一個文件的長度、創(chuàng)建及修改時間、權限、所屬關系、磁盤中的位置等信息。一個文件系統(tǒng)維護了一個索引節(jié)點的數(shù)組，每個文件或目錄都與索引節(jié)點數(shù)組中的唯一一個元素對應。系統(tǒng)給每個索引節(jié)點分配了一個號碼，也就是該節(jié)點在數(shù)組中的索引號，稱為索引節(jié)點號。 linux文件系統(tǒng)將文件索引節(jié)點號和文件名同時保存在目錄中。所以，目錄只是將文件的名稱和它的索引節(jié)點號結合在一起的一張表，目錄中每一對文件名稱和索引節(jié)點號稱為一個連接。 對于一個文件來說有唯一的索引節(jié)點號與之對應，對于一個索引節(jié)點號，卻可以有多個文件名與之對應。因此，在磁盤上的同一個文件可以通過不同的路徑去訪問它。
Linux缺省情況下使用的文件系統(tǒng)為Ext2，ext2文件系統(tǒng)的確高效穩(wěn)定。但是，隨著Linux系統(tǒng)在關鍵業(yè)務中的應用，Linux文件系統(tǒng)的弱點也漸漸顯露出來了:其中系統(tǒng)缺省使用的ext2文件系統(tǒng)是非日志文件系統(tǒng)。這在關鍵行業(yè)的應用是一個致命的弱點。本文向各位介紹Linux下使用ext3日志文件系統(tǒng)應用。
Ext3文件系統(tǒng)是直接從Ext2文件系統(tǒng)發(fā)展而來，目前ext3文件系統(tǒng)已經(jīng)非常穩(wěn)定可靠。它完全兼容ext2文件系統(tǒng)。用戶可以平滑地過渡到一個日志功能健全的文件系統(tǒng)中來。這實際上了也是ext3日志文件系統(tǒng)初始設計的初衷。
Ext3日志文件系統(tǒng)的特點
1、高可用性
系統(tǒng)使用了ext3文件系統(tǒng)后，即使在非正常關機后，系統(tǒng)也不需要檢查文件系統(tǒng)。宕機發(fā)生后，恢復ext3文件系統(tǒng)的時間只要數(shù)十秒鐘。
2、數(shù)據(jù)的完整性:
ext3文件系統(tǒng)能夠極大地提高文件系統(tǒng)的完整性，避免了意外宕機對文件系統(tǒng)的破壞。在保證數(shù)據(jù)完整性方面，ext3文件系統(tǒng)有2種模式可供選擇。其中之一就是“同時保持文件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的一致性”模式。采用這種方式，你永遠不再會看到由于非正常關機而存儲在磁盤上的垃圾文件。
3、文件系統(tǒng)的速度:
盡管使用ext3文件系統(tǒng)時，有時在存儲數(shù)據(jù)時可能要多次寫數(shù)據(jù)，但是，從總體上看來，ext3比ext2的性能還要好一些。這是因為ext3的日志功能對磁盤的驅(qū)動器讀寫頭進行了優(yōu)化。所以，文件系統(tǒng)的讀寫性能較之Ext2文件系統(tǒng)并來說，性能并沒有降低。
4、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
由ext2文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成ext3文件系統(tǒng)非常容易，只要簡單地鍵入兩條命令即可完成整個轉(zhuǎn)換過程，用戶不用花時間備份、恢復、格式化分區(qū)等。用一個ext3文件系統(tǒng)提供的小工具tune2fs，它可以將ext2文件系統(tǒng)輕松轉(zhuǎn)換為ext3日志文件系統(tǒng)。另外，ext3文件系統(tǒng)可以不經(jīng)任何更改，而直接加載成為ext2文件系統(tǒng)。
5、多種日志模式
Ext3有多種日志模式，一種工作模式是對所有的文件數(shù)據(jù)及metadata（定義文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù),即數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)）進行日志記錄（data=journal模式）；另一種工作模式則是只對metadata記錄日志，而不對數(shù)據(jù)進行日志記錄，也即所謂data=ordered或者data=writeback模式。系統(tǒng)管理人員可以根據(jù)系統(tǒng)的實際工作要求，在系統(tǒng)的工作速度與文件數(shù)據(jù)的一致性之間作出選擇。
實際使用Ext3文件系統(tǒng)
創(chuàng)建新的ext3文件系統(tǒng)，例如要把磁盤上的hda8分區(qū)格式化ext3文件系統(tǒng)，并將日志記錄在/dev/hda1分區(qū)，那么操作過程如下：
[root@stationxx root]# mke2fs -j /dev/hda8
mke2fs 1.24a (02-Sep-2001)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=1024 (log=0)
.. .. ..
Creating journal (8192 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
This filesystem will be automatically checked every 30 mounts or
180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.
在創(chuàng)建新的文件系統(tǒng)時，可以看到，ext3文件系統(tǒng)執(zhí)行自動檢測的時間為180天或每第31次被mount時，實際上這個參數(shù)可以根據(jù)需要隨意調(diào)節(jié)。
以下將新的文件系統(tǒng)mount到主分區(qū)/data目錄下:
[root@stionxx root]# mount -t ext3 /dev/hda8 /data
說明：以上將已格式化為ext3文件系統(tǒng)的/dev/hda8分區(qū)加載到/data目錄下。
ext3 基于ext2 的代碼，它的磁盤格式和 ext2 的相同；這意味著，一個干凈卸裝的 ext3 文件系統(tǒng)可以作為 ext2 文件系統(tǒng)重新掛裝。Ext3文件系統(tǒng)仍然能被加載成ext2文件系統(tǒng)來使用，你可以把一個文件系統(tǒng)在ext3和ext2自由切換。
這時在ext2文件系統(tǒng)上的ext3日志文件仍然存在,只是ext2不能認出日志而已。
將ext2文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為ext3文件系統(tǒng)
將linux系統(tǒng)的文件系統(tǒng)由ext2轉(zhuǎn)至ext3，有以下幾處優(yōu)點：第一系統(tǒng)的可用性增強了，第二數(shù)據(jù)集成度提高，第三啟動速度提高了，第四ext2與ext3文件系統(tǒng)之間相互轉(zhuǎn)換容易。
以轉(zhuǎn)換文件系統(tǒng)為例，將ext2文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為ext3文件系統(tǒng)，命令如下：
[root@stationxx root]# tune2fs -j /dev/hda9
tune2fs 1.24a (02-Sep-2001)
Creating journal inode: done
This filesystem will be automatically checked every 31 mounts or
180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.
這樣，原來的ext2文件系統(tǒng)就轉(zhuǎn)換成了ext3文件系統(tǒng)。注意將ext2文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為ext3文件系統(tǒng)時，不必要將分區(qū)缷載下來轉(zhuǎn)換。
轉(zhuǎn)換完成后，不要忘記將/etc/fstab文件中所對應分區(qū)的文件系統(tǒng)由原來的ext2更改為ext3。
ext3日志的存放位置
可以將日志放置在另外一個存儲設備上，例如存放到分區(qū)/dev/hda8。例如要在/dev/hda8上創(chuàng)建一個ext3文件系統(tǒng)，并將日志存放在外部設備/dev/hda2上，則運行以下命令：
[root @stationxx root]#mke2fs -J device=/dev/hda8 /dev/hda2
ext3文件系統(tǒng)修復
新的e2fsprogs中的e2fsck支持ext3文件系統(tǒng)。當一個ext3文件系統(tǒng)被破壞時,先卸載該設備,在用
e2fsck修復：
[root @stationxx root] # umount /dev/hda8
[root @stationxx root] #e2fsck -fy /dev/hda8
總而言之，ext3日志文件系統(tǒng)是目前l(fā)inux系統(tǒng)由ext2文件系統(tǒng)過度到日志文件系統(tǒng)最為簡單的一種選擇，實現(xiàn)方式也最為簡潔。由于是直接從ext2文件系統(tǒng)發(fā)展而來，系統(tǒng)由ext2文件系統(tǒng)過渡到ext3日志文件系統(tǒng)升級過程平滑，可以最大限度地保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。目前l(fā)inux系統(tǒng)要使用日志文件系統(tǒng)，最保險的方式就是選擇ext3文件系統(tǒng)。
Linux缺省情況下使用的文件系統(tǒng)為Ext2，ext2文件系統(tǒng)的確高效穩(wěn)定。但是，隨著Linux系統(tǒng)在關鍵業(yè)務中的應用，Linux文件系統(tǒng)的弱點也漸漸顯露出來了:其中系統(tǒng)缺省使用的ext2文件系統(tǒng)是非日志文件系統(tǒng)。這在關鍵行業(yè)的應用是一個致命的弱點。本文向各位介紹Linux下使用ext3日志文件系統(tǒng)應用。
Ext3文件系統(tǒng)是直接從Ext2文件系統(tǒng)發(fā)展而來，目前ext3文件系統(tǒng)已經(jīng)非常穩(wěn)定可靠。它完全兼容ext2文件系統(tǒng)。用戶可以平滑地過渡到一個日志功能健全的文件系統(tǒng)中來。這實際上了也是ext3日志文件系統(tǒng)初始設計的初衷。
Ext3日志文件系統(tǒng)的特點
1、高可用性
系統(tǒng)使用了ext3文件系統(tǒng)后，即使在非正常關機后，系統(tǒng)也不需要檢查文件系統(tǒng)。宕機發(fā)生后，恢復ext3文件系統(tǒng)的時間只要數(shù)十秒鐘。
2、數(shù)據(jù)的完整性:
ext3文件系統(tǒng)能夠極大地提高文件系統(tǒng)的完整性，避免了意外宕機對文件系統(tǒng)的破壞。在保證數(shù)據(jù)完整性方面，ext3文件系統(tǒng)有2種模式可供選擇。其中之一就是“同時保持文件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的一致性”模式。采用這種方式，你永遠不再會看到由于非正常關機而存儲在磁盤上的垃圾文件。
3、文件系統(tǒng)的速度:
盡管使用ext3文件系統(tǒng)時，有時在存儲數(shù)據(jù)時可能要多次寫數(shù)據(jù)，但是，從總體上看來，ext3比ext2的性能還要好一些。這是因為ext3的日志功能對磁盤的驅(qū)動器讀寫頭進行了優(yōu)化。所以，文件系統(tǒng)的讀寫性能較之Ext2文件系統(tǒng)并來說，性能并沒有降低。
4、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
由ext2文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成ext3文件系統(tǒng)非常容易，只要簡單地鍵入兩條命令即可完成整個轉(zhuǎn)換過程，用戶不用花時間備份、恢復、格式化分區(qū)等。用一個ext3文件系統(tǒng)提供的小工具tune2fs，它可以將ext2文件系統(tǒng)輕松轉(zhuǎn)換為ext3日志文件系統(tǒng)。另外，ext3文件系統(tǒng)可以不經(jīng)任何更改，而直接加載成為ext2文件系統(tǒng)。
5、多種日志模式
Ext3有多種日志模式，一種工作模式是對所有的文件數(shù)據(jù)及metadata（定義文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù),即數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)）進行日志記錄（data=journal模式）；另一種工作模式則是只對metadata記錄日志，而不對數(shù)據(jù)進行日志記錄，也即所謂data=ordered或者data=writeback模式。系統(tǒng)管理人員可以根據(jù)系統(tǒng)的實際工作要求，在系統(tǒng)的工作速度與文件數(shù)據(jù)的一致性之間作出選擇。
實際使用Ext3文件系統(tǒng)
創(chuàng)建新的ext3文件系統(tǒng)，例如要把磁盤上的hda8分區(qū)格式化ext3文件系統(tǒng)，并將日志記錄在/dev/hda1分區(qū)，那么操作過程如下：
[root@stationxx root]# mke2fs -j /dev/hda8
mke2fs 1.24a (02-Sep-2001)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=1024 (log=0)
.. .. ..
Creating journal (8192 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
This filesystem will be automatically checked every 30 mounts or
180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.
在創(chuàng)建新的文件系統(tǒng)時，可以看到，ext3文件系統(tǒng)執(zhí)行自動檢測的時間為180天或每第31次被mount時，實際上這個參數(shù)可以根據(jù)需要隨意調(diào)節(jié)。
以下將新的文件系統(tǒng)mount到主分區(qū)/data目錄下:
[root@stionxx root]# mount -t ext3 /dev/hda8 /data
說明：以上將已格式化為ext3文件系統(tǒng)的/dev/hda8分區(qū)加載到/data目錄下。
ext3 基于ext2 的代碼，它的磁盤格式和 ext2 的相同；這意味著，一個干凈卸裝的 ext3 文件系統(tǒng)可以作為 ext2 文件系統(tǒng)重新掛裝。Ext3文件系統(tǒng)仍然能被加載成ext2文件系統(tǒng)來使用，你可以把一個文件系統(tǒng)在ext3和ext2自由切換。
這時在ext2文件系統(tǒng)上的ext3日志文件仍然存在,只是ext2不能認出日志而已。
將ext2文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為ext3文件系統(tǒng)
將linux系統(tǒng)的文件系統(tǒng)由ext2轉(zhuǎn)至ext3，有以下幾處優(yōu)點：第一系統(tǒng)的可用性增強了，第二數(shù)據(jù)集成度提高，第三啟動速度提高了，第四ext2與ext3文件系統(tǒng)之間相互轉(zhuǎn)換容易。
以轉(zhuǎn)換文件系統(tǒng)為例，將ext2文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為ext3文件系統(tǒng)，命令如下：
[root@stationxx root]# tune2fs -j /dev/hda9
tune2fs 1.24a (02-Sep-2001)
Creating journal inode: done
This filesystem will be automatically checked every 31 mounts or
180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.
這樣，原來的ext2文件系統(tǒng)就轉(zhuǎn)換成了ext3文件系統(tǒng)。注意將ext2文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為ext3文件系統(tǒng)時，不必要將分區(qū)缷載下來轉(zhuǎn)換。
轉(zhuǎn)換完成后，不要忘記將/etc/fstab文件中所對應分區(qū)的文件系統(tǒng)由原來的ext2更改為ext3。
ext3日志的存放位置
可以將日志放置在另外一個存儲設備上，例如存放到分區(qū)/dev/hda8。例如要在/dev/hda8上創(chuàng)建一個ext3文件系統(tǒng)，并將日志存放在外部設備/dev/hda2上，則運行以下命令：
[root @stationxx root]#mke2fs -J device=/dev/hda8 /dev/hda2
ext3文件系統(tǒng)修復
新的e2fsprogs中的e2fsck支持ext3文件系統(tǒng)。當一個ext3文件系統(tǒng)被破壞時,先卸載該設備,在用
e2fsck修復：
[root @stationxx root] # umount /dev/hda8
[root @stationxx root] #e2fsck -fy /dev/hda8
總而言之，ext3日志文件系統(tǒng)是目前l(fā)inux系統(tǒng)由ext2文件系統(tǒng)過度到日志文件系統(tǒng)最為簡單的一種選擇，實現(xiàn)方式也最為簡潔。由于是直接從ext2文件系統(tǒng)發(fā)展而來，系統(tǒng)由ext2文件系統(tǒng)過渡到ext3日志文件系統(tǒng)升級過程平滑，可以最大限度地保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。目前l(fā)inux系統(tǒng)要使用日志文件系統(tǒng)，最保險的方式就是選擇ext3文件系統(tǒng)。