linux檔案系統分類

ext2：早期linux中常用的檔案系統

ext3：ext2的更新版，帶日志功能

RAMFS：記憶體檔案系統，速度很快

NFS：網絡檔案系統，由SUN發明，主要用于遠端檔案共享

MS-DOS：MS-DOS檔案系統

VFAT：Windows95/98作業系統采用的檔案系統

FAT：WindowsXP作業系統采用的檔案系統

NTFS：WindowsNT/XP作業系統采用的檔案系統

HPFS：OS/2作業系統采用的檔案系統

PROC:虛拟的程序檔案系統

ISO9660：大部分CD光牒所采用的檔案系統

ufsSun:OS所采用的檔案系統

NCPFS：Novell伺服器所采用的檔案系統

SMBFS：Samba的共享檔案系統

XFS：由SGI開發的先進的日志檔案系統，支援超大容量檔案

JFS：IBM的AIX使用的日志檔案系統

ReiserFS:基于平衡樹結構的檔案系統

udf:可擦寫的資料CD光牒檔案系統

檢視 Linux 支援的檔案系統有哪些，可以察看底這個目錄：

[root@www ~]# ls -l /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs

系統目前已加載到記憶體中支援的檔案系統則有：

[root@www ~]# cat /proc/filesystems

檢視各分區的檔案系統：

[root@www ~]# df -lhT

檢視檔案系統參數

[root@www ~]#  tune2fs -l /dev/sda2 

ext2

    ext2檔案系統的資料塊大小一般為1024B、2048B或4096B

    ext2檔案系統采用的索引節點(inode)：索引節點采用了多重索引結構，主要展現在直接指針和3個間接指針。直接指針包含12個直接指針塊，它們直接指向包含檔案資料的資料塊，緊接在後面的3個間接指針是為了适應檔案的大小變化而設計的。

    e.g：假設資料塊大小為1024B，利用12個直接指針，可以儲存最大為12KB的檔案，當檔案超過12KB時，則要利用單級間接指針，該指針指向的資料塊儲存有一組資料塊指針，這些指針依次指向包含有實際資料的資料塊，假如每個指針占用4B，則每個單級指針資料塊可儲存1024/4＝256個資料指針，是以利用直接指針和單級間接指針可儲存1024*12＋1024*256＝268KB的檔案。

    當檔案超過268KB時，再利用二級間接指針，直到使用三級間接指針。利用直接指針、單級間接指針、二級間接指針、三級間接指針可儲存的最大檔案大小為：1024*12+1024*256+1024*256*256+1024*256*256*256＝16843020KB，約16GB，若資料塊大小為2048B，指針占4B，則最大檔案大小為：2048*12+2048*512+2048*512*512+2048*512*512*512＝268,960,792KB約268GB

    若資料塊大小為4096B，指針占4B，則最大檔案大小為：4096*12+4096*1024+4096*1024*1024+4096*1024*1024*1024＝4,299,165,744KB，約4TB

    注：ext2檔案系統最大檔案名長度：255個字元

ext2檔案系統的缺點：

        ext2在寫入檔案内容的同時并沒有同時寫入檔案meta-data，其工作順序是先寫入檔案的内容，然後等空閑時候才寫入檔案的meta-data。若發生意外，則檔案系統就會處于不一緻狀态。在重新啟動系統的時候，linux會啟動fsk(filesystemcheck)的程式，掃描整個檔案系統并試圖修複，但不提供保證。

ext3

    ext3基于ext2的代碼，是以磁盤格式與ext2相同，使用相同的中繼資料。

ext2檔案系統無損轉化為ext3檔案系統：

[root@www ~]# tune2fs -j /dev/sda2

    日志塊裝置(Journalingblockdevicelayer,JBD)完成ext3檔案系統日志功能。JBD不是ext3檔案系統所特有的，它的設計目标是為了向一個塊裝置添加日志功能。當一個檔案修改執行時，ext3檔案系統代碼将通知JBD，稱為一個事務(transaction)。發生意外時，日志功能具有的重放功能，能重新執行中斷的事務。

    日志中的3種資料模式：

        1)data=writeback：不處理任何形式的日志資料，給使用者整體上的最高性能

        2)data=odered：隻記錄中繼資料日志，但将中繼資料和資料組成一個單元稱為事務(transaction)。此模式保持所句句的可靠性與檔案系統的一緻性，性能遠低于data=writeback模式，但比data=journal模式快

        3)data=journal：提供完整的資料及中繼資料日志，所有新資料首先被寫入日志，然後才被定位。意外發生過後，日志可以被重放，将資料與中繼資料帶回一緻狀态。這種模式整體性能最慢，但資料需要從磁盤讀取和寫入磁盤時卻是3種模式中最快的。

    ext3檔案系統最大檔案名長度：255個字元

    ext3檔案系統的優點：可用性、資料完整性、速度、相容性

ext3與ext4的主要差別

    Linux kernel自2.6.28開始正式支援新的檔案系統 Ext4, Ext4是Ext3的改進版，修改了Ext3中部分重要的資料結構，而不僅僅像Ext3對Ext2那樣，隻是增加了一個日志功能而已。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相容。執行若幹條指令，就能從Ext3線上遷移到Ext4，而無須重新格式化磁盤或重新安裝系統。原有Ext3資料結構照樣保留，Ext4作用于新資料，當然，整個檔案系統是以也就獲得了Ext4所支援的更大容量。

    2.更大的檔案系統和更大的檔案。較之Ext3目前所支援的最大16TB檔案系統和最大2TB檔案，Ext4分别支援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目前隻支援32,000個子目錄，而Ext4支援無限數量的子目錄。

    4.Extents。Ext3 采用間接塊映射，當操作大檔案時，效率極其低下。比如一個 100MB 大小的檔案，在Ext3中要建立25,600個資料塊（每個資料塊大小為 4KB）的映射表。而Ext4引入了現代檔案系統中流行的extents概念，每個 extent 為一組連續的資料塊，上述檔案則表示為“該檔案資料儲存在接下來的25,600個資料塊中”，提高了不少效率。

    5.多塊配置設定。當 寫入資料到 Ext3 檔案系統中時，Ext3 的資料塊配置設定器每次隻能配置設定一個 4KB 的塊，寫一個 100MB 檔案就要調用 25,600 次資料塊配置設定器，而 Ext4 的多塊配置設定器“multiblock allocator”（mballoc） 支援一次調用配置設定多個資料塊。

    6.延遲配置設定。Ext3的資料塊配置設定政策是盡快配置設定，而 Ext4 和其它現代檔案作業系統的政策是盡可能地延遲配置設定，直到檔案在 cache 中寫完才開始配置設定資料塊并寫入磁盤，這樣就能優化整個檔案的資料塊配置設定，與前兩種特性搭配起來可以顯著提升性能。

    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 表中都添加了一份未使用 inode 的清單，今後 fsck Ext4 檔案系統就可以跳過它們而隻去檢查那些在用的 inode 了。

    8.日志校驗。日志是最常用的部分，也極易導緻磁盤硬體故障，而從損壞的日志中恢複資料會導緻更多的資料損壞。Ext4的日志校驗功能可以很友善地判斷日志資料是否損壞，而且它将 Ext3 的兩階段日志機制合并成一個階段，在增加安全性的同時提高了性能。

    9.“無日志”（No Journaling）模式。日志總歸有一些開銷，Ext4允許關閉日志，以便某些有特殊需求的使用者可以借此提升性能。

    10.線上碎片整理。盡管延遲配置設定、多塊配置設定和extents能有效減少檔案系統碎片，但碎片還是不可避免會産生。Ext4支援線上碎片整理，并将提供e4defrag工具進行個别檔案或整個檔案系統的碎片整理。

    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（如納秒時間戳或inode版本），預設inode大小為256位元組。Ext4 還支援快速擴充屬性（fast extended attributes）和inode保留（inodes reservation）。

    12.持久預配置設定（Persistent preallocation）。 P2P 軟體為了保證下載下傳檔案有足夠的空間存放，常常會預先建立一個與所下載下傳檔案大小相同的空檔案，以免未來的數小時或數天之内磁盤空間不足導緻下載下傳失敗。 Ext4在檔案系統層面實作了持久預配置設定并提供相應的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 盤上配有内部緩存，以便重新調整批量資料的寫操作順序，優化寫入性能，是以檔案系統必須在日志資料寫入磁盤之後才能寫commit記錄，若commit 記錄寫入在先，而日志有可能損壞，那麼就會影響資料完整性。Ext4預設啟用barrier，隻有當barrier之前的資料全部寫入磁盤，才能寫 barrier之後的資料。（可通過“mount -o barrier=0″指令禁用該特性。）