linux ext3是什麼

在linux中，ext3全名為“Third extended filesystem”，中文意思為“第三代擴充檔案系統”，是一個日誌檔案系統；它最大支援的容量為32TB，單一檔案最大限制為16TB ，支援32000個子目錄。 ext3檔案系統能夠大幅提升檔案系統的完整性，避免了意外宕機對檔案系統的破壞。

本教學操作環境：linux7.3系統、Dell G3電腦。

linux ext3檔案

EXT3是第三代擴充檔案系統（英文：Third extended filesystem，縮寫為ext3），是一個日誌檔案系統，常用於Linux作業系統。單一檔案最大限制16TB，該檔案系統最大支援32TB的容量。

它是很多Linux發行版的預設檔案系統。 Stephen Tweedie在1999年2月的核心郵件列表中，最早顯示了他使用擴展的ext2，該檔案系統從2.4.15版本的核心開始，合併到核心主線中。

EXT3日誌檔案系統的特性

#1、高可用性

##系統使用了ext3文件系統後，即使在非正常關機後，系統也不需要檢查檔案系統。宕機發生後，恢復ext3檔案系統的時間只要數十秒鐘。

2、資料的完整性

ext3檔案系統能夠大幅提升檔案系統的完整性，避免了意外宕機對檔案系統的破壞。在確保資料完整性方面，ext3檔案系統有2種模式可供選擇。其中之一就是「同時保持檔案系統及資料的一致性」模式。採用這種方式，你永遠不再會看到由於非正常關機而儲存在磁碟上的垃圾檔案。

3、檔案系統的速度

儘管使用ext3檔案系統時，有時在儲存資料時可能要多次寫數據，但是，從總體看來，ext3比ext2的效能還要好一些。這是因為ext3的日誌功能對磁碟的磁碟機讀寫頭進行了最佳化。所以，檔案系統的讀寫效能較之Ext2檔案系統並來說，效能並沒有降低。

4、資料轉換

由ext2檔案系統轉換成ext3檔案系統非常容易，只要簡單地鍵入兩個指令即可完成整個轉換過程，使用者不用花時間備份、還原、格式化分割區等。用一個ext3檔案系統提供的小工具tune2fs，它可以將ext2檔案系統輕鬆轉換為ext3日誌檔案系統。另外，ext3檔案系統可以不經任何更改，而直接載入成為ext2檔案系統。

5、多種日誌模式

Ext3有多種日誌模式，一種工作模式是對所有的檔案資料及metadata（定義檔系統中資料的資料,即資料的資料）進行日誌記錄（data=journal模式）；另一個工作模式則是只對metadata記錄日誌，而不對資料進行日誌記錄，也即所謂data=ordered或data=writeback模式。系統管理人員可以根據系統的實際工作要求，在系統的工作速度與文件資料的一致性之間做出選擇。

為什麼你需要從ext2遷移到ext3（EXT3的優點）

主要有四個原因：可用性、資料完整性、速度、易於遷移。

1、可用性

   在非正常當機後（停電、系統崩潰），只有在透過e2fsck進行一致性校驗後，ext2檔案系統才能被裝載使用。運行e2fsck的時間主要取決於 ext2檔案系統的大小。校驗稍大一些的檔案系統（幾十GB）需要很長時間。如果檔案系統上的檔案數量多，校驗的時間則更長。校驗幾百個GB的檔案系統可能需要一個小時或更長。這極大地限制了可用性。相較之下，除非發生硬體故障，即使非正常關機，ext3也不需要檔案系統校驗。這是因為資料是以檔案系統始終保持一致方式寫入磁碟的。在非正常關機後，復原ext3檔案系統的時間不依賴檔案系統的大小或檔案數量，而依賴維護一致性所需「日誌」的大小。使用預設日誌設置，恢復時間僅需一秒（依賴硬體速度）。

2、資料完整性

   使用ext3檔案系統，在非正常關機時，資料完整性能可靠的保障。你可以選擇資料保護的類型和等級。你可以選擇保證檔案系統一致，但是允許檔案系統上的資料在非正常關機時受損；這是可以在某些狀況下提高一些速度（但非所有狀況）。你也可以選擇保持資料的可靠性與檔案系統一致；這意味著在當機後，你不會在新近寫入的檔案中看到任何資料垃圾。這個保持資料的可靠性與檔案系統一致的安全的選擇是缺省設定。

3、速度

   儘管ext3寫入資料的次數多於ext2，但ext3常常快於ext2（高資料流）。這是因為ext3的日誌功能優化硬碟磁頭的轉動。你可以從3種日誌模式中選擇1種來優化速度，選擇性地犧牲一些資料完整性。

4、易於遷移

   你可以不重新格式化硬碟，並且很方便的從ext2遷移到ext3而享受可靠的日誌檔案系統的好處。對，不需要做長時間的、枯燥的、有可能失誤的「備份－重新格式化－復原」操作，就可以體驗ext3的優點。

有兩種遷移的方法：如果你升級你的系統，Red Hat Linux安裝程式會協助遷移。需要你做的工作 就是為每個檔案系統按一下選擇按鈕。

使用tune2fs程式可以為現存的ext2檔案系統增加日誌功能。如果檔案系統在轉換的過程已經被裝載了(mount)，那麼在root目錄下會出現檔案」.journal」；如果檔案系統沒有被裝載，那麼檔案系統中不會出現該檔案。

轉換檔案系統，只需要執行tune2fs –j /dev/hda1(或你要轉換的檔案系統所在的任何裝置名稱)，同時把檔案/etc/fstab中的ext2修改為ext3。

如果你要轉換自己的根檔案系統，你必須使用initrd引導啟動。參考mkinitrd的手冊描述運行程序，同時確認自己的LILO或GRUB配置中裝載了initrd（如果沒有成功，系統仍然能啟動，但是根文件系統會以ext2形式裝載，而不是ext3，你可以使用命令cat / proc/mounts 來確認這一點。）

擴展知識：EXT3與EXT4的主要區別 

##Linux kernel自2.6.28開始正式支援新的檔案系統Ext4。 Ext4是Ext3的改良版，修改了Ext3中部分重要的資料結構，而不只是像Ext3對Ext2那樣，只是增加了一個日誌功能。 Ext4 可以提供更佳的效能與可靠性，還有更豐富的功能： 

#1.與Ext3相容

   執行若干條指令，就能從Ext3在線遷移到Ext4，而無須重新格式化磁碟或重新安裝系統。原有Ext3資料結構照樣保留，Ext4作用於新數據，當然，整個檔案系統因此也就獲得了Ext4所支援的更大容量。

2.更大的文件系統和更大的文件

   較之Ext3目前支援的最大16TB檔案系統和最大2TB文件，Ext4分別支援1EB （1,048,576TB，1EB=1024PB，1PB=1024TB）的檔案系統，以及16TB 的檔案。

3.無限數量的子目錄

   Ext3目前只支援32,000個子目錄，而Ext4支援無限數量的子目錄。 

4.Extents

   Ext3採用間接區塊映射，當操作大檔案時，效率極度低。例如一個 100MB 大小的文件，在Ext3中要建立25,600個資料區塊（每個資料區塊大小為 4KB）的對應表。而Ext4引入了現代文件系統中流行的extents概念，每個extent 為一組連續的數據塊，上述文件則表示為“該文件數據保存在接下來的25,600個數據塊中”，提高了不少效率。

5.多區塊分配

   當寫入資料到Ext3 檔案系統時，Ext3 的資料區塊分配器每次只能分配一個4KB 的區塊，寫一個100MB 檔案就要呼叫25,600 次資料塊分配器，而Ext4 的多塊分配器「multiblock allocator」（mballoc） 支援一次呼叫分配多個資料塊。

6.延遲分配

   Ext3的資料區塊分配策略是盡快分配，而Ext4 和其它現代檔案作業系統的策略是盡可能延遲分配，直到檔案在cache 中寫完才開始分配資料塊並寫入磁碟，這樣就能優化整個檔案的資料塊分配，與前兩種特性搭配起來可以顯著提升效能。

7.快速fsck

   以前執行fsck 第一步就會很慢，因為它要檢查所有的inode，現在Ext4 給每個組的inode 表中都新增了一份未使用inode 的列表，今後fsck Ext4 檔案系統就可以跳過它們而只去檢查那些在用的inode 了。

8.日誌校驗

   日誌是最常用的部分，也極易導致磁碟硬體故障，而從損壞的日誌中復原資料會導致更多的資料損壞。 Ext4的日誌校驗功能可以很方便地判斷日誌資料是否損壞，而且它將Ext3 的兩階段日誌機制合併成一個階段，在增加安全性的同時提高了效能。

9.「無日誌」（No Journaling）模式

   日誌總歸有一些開銷，Ext4允許關閉日誌，以便某些有特殊需求的使用者可以藉此提升性能。 

10.線上片段整理#

   儘管延遲分配、多區塊分配和extents能有效減少檔案系統碎片，但碎片還是不可避免會產生。 Ext4支援線上碎片整理，並將提供e4defrag工具進行個別文件或整個文件系統的碎片整理。

11.inode 相關特性

   Ext4支援更大的inode，較之Ext3預設的inode大小128位元組，Ext4為了在inode 中容納更多的擴充屬性（如納秒時間戳記或inode版本），預設inode大小為256位元組。 Ext4 也支援快速擴充屬性（fast extended attributes）和inode保留（inodes reservation）。

12.持久預先分配（Persistent preallocation）

   P2P軟體為了確保下載檔案有足夠的空間存放，常常會預先創建一個與所下載檔案大小相同的空文件，以免未來的數小時或數天之內磁碟空間不足導致下載失敗。 Ext4在檔案系統層面實作了持久預先分配並提供對應的API（libc 中的 posix_fallocate()），比應用軟體自己實作更有效率。

13.預設啟用barrier

   磁碟上配有內部緩存，以便重新調整批次資料的寫入操作順序，最佳化寫入效能，因此檔案系統必須在日誌資料寫入磁碟之後才能寫commit記錄，若commit 記錄寫入在先，而日誌有可能損壞，那麼就會影響資料完整性。 Ext4預設啟用barrier，只有當barrier之前的資料全部寫入磁碟，才能寫barrier之後的資料。 （可透過「mount -o barrier=0″指令停用此特性。） 

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