在Linux中，ext3全稱“Third extended filesystem”，中文意思為“第三代擴(kuò)展文件系統(tǒng)”，是一個(gè)日志文件系統(tǒng)；它最大支持的容量為32TB，單個(gè)文件最大限制為16TB，支持32000個(gè)子目錄。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(jī)對(duì)文件系統(tǒng)的破壞。

本教程操作環(huán)境：linux7.3系統(tǒng)、Dell G3電腦。

linux ext3文件

EXT3是第三代擴(kuò)展文件系統(tǒng)（英語(yǔ)：Third extended filesystem，縮寫(xiě)為ext3），是一個(gè)日志文件系統(tǒng)，常用于Linux操作系統(tǒng)。單個(gè)文件最大限制16TB，該文件系統(tǒng)最大支持32TB的容量。

它是很多Linux發(fā)行版的默認(rèn)文件系統(tǒng)。Stephen Tweedie在1999年2月的內(nèi)核郵件列表中，最早顯示了他使用擴(kuò)展的ext2，該文件系統(tǒng)從2.4.15版本的內(nèi)核開(kāi)始，合并到內(nèi)核主線中。

EXT3日志文件系統(tǒng)的特點(diǎn)

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(guān)機(jī)后，系統(tǒng)也不需要檢查文件系統(tǒng)。宕機(jī)發(fā)生后，恢復(fù)ext3文件系統(tǒng)的時(shí)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(jī)對(duì)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(shí)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(yuǎn)不再會(huì)看到由于非正常關(guān)機(jī)而存儲(chǔ)在磁盤(pán)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(shí)，有時(shí)在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)可能要多次寫(xiě)數(shù)據(jù)，但是，從總體上看來(lái)，ext3比ext2的性能還要好一些。這是因?yàn)閑xt3的日志功能對(duì)磁盤(pán)的驅(qū)動(dòng)器讀寫(xiě)頭進(jìn)行了優(yōu)化。所以，文件系統(tǒng)的讀寫(xiě)性能較之Ext2文件系統(tǒng)并來(lái)說(shuō)，性能并沒(méi)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(jiǎn)單地鍵入兩條命令即可完成整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程，用戶不用花時(shí)間備份、恢復(fù)、格式化分區(qū)等。用一個(gè)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(duì)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(jìn)行日志記錄（data=journal模式）；另一種工作模式則是只對(duì)metadata記錄日志，而不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行日志記錄，也即所謂data=ordered或data=writeback模式。系統(tǒng)管理人員可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)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。

為什么你需要從ext2遷移到ext3（EXT3的優(yōu)點(diǎn)）

主要有四個(gè)原因：可用性、數(shù)據(jù)完整性、速度、易于遷移。

1、可用性

在非正常當(dāng)機(jī)后（停電、系統(tǒng)崩潰），只有在通過(guò)e2fsck進(jìn)行一致性校驗(yàn)后，ext2文件系統(tǒng)才能被裝載使用。運(yùn)行e2fsck的時(shí)間主要取決于 ext2文件系統(tǒng)的大小。校驗(yàn)稍大一些的文件系統(tǒng)（幾十GB）需要很長(zhǎng)時(shí)間。如果文件系統(tǒng)上的文件數(shù)量多，校驗(yàn)的時(shí)間則更長(zhǎng)。校驗(yàn)幾百個(gè)GB的文件系統(tǒng)可能需要一個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)。這極大地限制了可用性。相比之下，除非發(fā)生硬件故障，即使非正常關(guān)機(jī)，ext3也不需要文件系統(tǒng)校驗(yàn)。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)是以文件系統(tǒng)始終保持一致方式寫(xiě)入磁盤(pán)的。在非正常關(guān)機(jī)后，恢復(fù)ext3文件系統(tǒng)的時(shí)間不依賴于文件系統(tǒng)的大小或文件數(shù)量，而依賴于維護(hù)一致性所需“日志”的大小。使用缺省日志設(shè)置，恢復(fù)時(shí)間僅需一秒（依賴于硬件速度）。

2、數(shù)據(jù)完整性

使用ext3文件系統(tǒng)，在非正常關(guān)機(jī)時(shí)，數(shù)據(jù)完整性能得到可靠的保障。你可以選擇數(shù)據(jù)保護(hù)的類型和級(jí)別。你可以選擇保證文件系統(tǒng)一致，但是允許文件系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)在非正常關(guān)機(jī)時(shí)受損；這是可以在某些狀況下提高一些速度（但非所有狀況）。你也可以選擇保持?jǐn)?shù)據(jù)的可靠性與文件系統(tǒng)一致；這意味著在當(dāng)機(jī)后，你不會(huì)在新近寫(xiě)入的文件中看到任何數(shù)據(jù)垃圾。這個(gè)保持?jǐn)?shù)據(jù)的可靠性與文件系統(tǒng)一致的安全的選擇是缺省設(shè)置。

3、速度

盡管ext3寫(xiě)入數(shù)據(jù)的次數(shù)多于ext2，但是ext3常常快于ext2（高數(shù)據(jù)流）。這是因?yàn)閑xt3的日志功能優(yōu)化硬盤(pán)磁頭的轉(zhuǎn)動(dòng)。你可以從3種日志模式中選擇1種來(lái)優(yōu)化速度，有選擇地犧牲一些數(shù)據(jù)完整性。

4、易于遷移

你可以不重新格式化硬盤(pán)，并且很方便的從ext2遷移至ext3而享受可靠的日志文件系統(tǒng)的好處。對(duì)，不需要做長(zhǎng)時(shí)間的、枯燥的、有可能失誤的“備份－重新格式化－恢復(fù)”操作，就可以體驗(yàn)ext3的優(yōu)點(diǎn)。

有兩種遷移的方法：如果你升級(jí)你的系統(tǒng)，Red Hat Linux安裝程序會(huì)協(xié)助遷移。需要你做的工作 就是為每一個(gè)文件系統(tǒng)按一下選擇按鈕。

使用tune2fs程序可以為現(xiàn)存的ext2文件系統(tǒng)增加日志功能。如果文件系統(tǒng)在轉(zhuǎn)換的過(guò)程已經(jīng)被裝載了(mount)，那么在root目錄下會(huì)出現(xiàn)文件”.journal”；如果文件系統(tǒng)沒(méi)有被裝載，那么文件系統(tǒng)中不會(huì)出現(xiàn)該文件。

轉(zhuǎn)換文件系統(tǒng)，只需要運(yùn)行tune2fs –j /dev/hda1(或者你要轉(zhuǎn)換的文件系統(tǒng)所在的任何設(shè)備名稱)，同時(shí)把文件/etc/fstab中的ext2修改為ext3。

如果你要轉(zhuǎn)換自己的根文件系統(tǒng)，你必須使用initrd引導(dǎo)啟動(dòng)。參照mkinitrd的手冊(cè)描述運(yùn)行程序，同時(shí)確認(rèn)自己的LILO或GRUB配置中裝載了initrd（如果沒(méi)有成功，系統(tǒng)仍然能啟動(dòng)，但是根文件系統(tǒng)會(huì)以ext2形式裝載，而不是ext3，你可以使用命令cat /proc/mounts 來(lái)確認(rèn)這一點(diǎn)。）

擴(kuò)展知識(shí)：EXT3與EXT4的主要區(qū)別

Linux kernel自2.6.28開(kāi)始正式支持新的文件系統(tǒng) Ext4。 Ext4是Ext3的改進(jìn)版，修改了Ext3中部分重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而不僅僅像Ext3對(duì)Ext2那樣，只是增加了一個(gè)日志功能而已。Ext4 可以提供更佳的性能和可靠性，還有更為豐富的功能：

1.與Ext3兼容

執(zhí)行若干條命令，就能從Ext3在線遷移到Ext4，而無(wú)須重新格式化磁盤(pán)或重新安裝系統(tǒng)。原有Ext3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)照樣保留，Ext4作用于新數(shù)據(jù)，當(dāng)然，整個(gè)文件系統(tǒng)因此也就獲得了Ext4所支持的更大容量。

2.更大的文件系統(tǒng)和更大的文件

較之Ext3目前所支持的最大16TB文件系統(tǒng)和最大2TB文件，Ext4分別支持1EB（1,048,576TB，1EB=1024PB，1PB=1024TB）的文件系統(tǒng)，以及16TB 的文件。

3.無(wú)限數(shù)量的子目錄

Ext3目前只支持32,000個(gè)子目錄，而Ext4支持無(wú)限數(shù)量的子目錄。

4.Extents

Ext3采用間接塊映射，當(dāng)操作大文件時(shí)，效率極其低下。比如一個(gè) 100MB 大小的文件，在Ext3中要建立25,600個(gè)數(shù)據(jù)塊（每個(gè)數(shù)據(jù)塊大小為 4KB）的映射表。而Ext4引入了現(xiàn)代文件系統(tǒng)中流行的extents概念，每個(gè) extent 為一組連續(xù)的數(shù)據(jù)塊，上述文件則表示為“該文件數(shù)據(jù)保存在接下來(lái)的25,600個(gè)數(shù)據(jù)塊中”，提高了不少效率。

5.多塊分配

當(dāng)寫(xiě)入數(shù)據(jù)到 Ext3 文件系統(tǒng)中時(shí)，Ext3 的數(shù)據(jù)塊分配器每次只能分配一個(gè) 4KB 的塊，寫(xiě)一個(gè) 100MB 文件就要調(diào)用 25,600 次數(shù)據(jù)塊分配器，而 Ext4 的多塊分配器“multiblock allocator”（mballoc） 支持一次調(diào)用分配多個(gè)數(shù)據(jù)塊。

6.延遲分配

Ext3的數(shù)據(jù)塊分配策略是盡快分配，而 Ext4 和其它現(xiàn)代文件操作系統(tǒng)的策略是盡可能地延遲分配，直到文件在 cache 中寫(xiě)完才開(kāi)始分配數(shù)據(jù)塊并寫(xiě)入磁盤(pán)，這樣就能優(yōu)化整個(gè)文件的數(shù)據(jù)塊分配，與前兩種特性搭配起來(lái)可以顯著提升性能。

7.快速 fsck

以前執(zhí)行 fsck 第一步就會(huì)很慢，因?yàn)樗獧z查所有的 inode，現(xiàn)在 Ext4 給每個(gè)組的 inode 表中都添加了一份未使用 inode 的列表，今后 fsck Ext4 文件系統(tǒng)就可以跳過(guò)它們而只去檢查那些在用的 inode 了。

8.日志校驗(yàn)

日志是最常用的部分，也極易導(dǎo)致磁盤(pán)硬件故障，而從損壞的日志中恢復(fù)數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致更多的數(shù)據(jù)損壞。Ext4的日志校驗(yàn)功能可以很方便地判斷日志數(shù)據(jù)是否損壞，而且它將Ext3 的兩階段日志機(jī)制合并成一個(gè)階段，在增加安全性的同時(shí)提高了性能。

9.“無(wú)日志”（No Journaling）模式

日志總歸有一些開(kāi)銷，Ext4允許關(guān)閉日志，以便某些有特殊需求的用戶可以借此提升性能。

10.在線碎片整理

盡管延遲分配、多塊分配和extents能有效減少文件系統(tǒng)碎片，但碎片還是不可避免會(huì)產(chǎn)生。Ext4支持在線碎片整理，并將提供e4defrag工具進(jìn)行個(gè)別文件或整個(gè)文件系統(tǒng)的碎片整理。

11.inode 相關(guān)特性

Ext4支持更大的inode，較之Ext3默認(rèn)的inode大小128字節(jié)，Ext4為了在 inode 中容納更多的擴(kuò)展屬性（如納秒時(shí)間戳或inode版本），默認(rèn)inode大小為256字節(jié)。Ext4 還支持快速擴(kuò)展屬性（fast extended attributes）和inode保留（inodes reservation）。

12.持久預(yù)分配（Persistent preallocation）

P2P軟件為了保證下載文件有足夠的空間存放，常常會(huì)預(yù)先創(chuàng)建一個(gè)與所下載文件大小相同的空文件，以免未來(lái)的數(shù)小時(shí)或數(shù)天之內(nèi)磁盤(pán)空間不足導(dǎo)致下載失敗。 Ext4在文件系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)了持久預(yù)分配并提供相應(yīng)的API（libc 中的 posix_fallocate()），比應(yīng)用軟件自己實(shí)現(xiàn)更有效率。

13.默認(rèn)啟用 barrier

磁盤(pán)上配有內(nèi)部緩存，以便重新調(diào)整批量數(shù)據(jù)的寫(xiě)操作順序，優(yōu)化寫(xiě)入性能，因此文件系統(tǒng)必須在日志數(shù)據(jù)寫(xiě)入磁盤(pán)之后才能寫(xiě)commit記錄，若commit 記錄寫(xiě)入在先，而日志有可能損壞，那么就會(huì)影響數(shù)據(jù)完整性。Ext4默認(rèn)啟用barrier，只有當(dāng)barrier之前的數(shù)據(jù)全部寫(xiě)入磁盤(pán)，才能寫(xiě)barrier之后的數(shù)據(jù)。（可通過(guò)“mount -o barrier=0″命令禁用該特性。）

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