Linux下Ext3和Reiserfs文件系統(tǒng)優(yōu)劣分析
文件系統(tǒng)是包括在存儲設(shè)備或分區(qū)上的一種目錄結(jié)構(gòu)。通常情況下，一個(gè)可應(yīng)用的存儲設(shè)備可以包含一個(gè)或多個(gè)文件系統(tǒng)。通俗的說，一個(gè)文件系統(tǒng)是有組織存儲文件或數(shù)據(jù)的方法，目的是易于操作系統(tǒng)查詢和存取數(shù)據(jù)。現(xiàn)在常見的文件系統(tǒng)有FAT3、NTFS、Ext3和Reiserfs等等。不過不同的操作系統(tǒng)其支持的文件系統(tǒng)是不同的。以Linux為例，其主要支持Ext2、Ext3和Reiserfs等文件系統(tǒng)。
作為一個(gè)Linux系統(tǒng)工程師，必須了解各個(gè)文件系統(tǒng)的特點(diǎn)。然后在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)應(yīng)用場景來選擇合適的文件系統(tǒng)。不同的文件系統(tǒng)有不同的特性，這種特性往往決定著在文件系統(tǒng)中文件和目錄的屬性。每個(gè)文件系統(tǒng)都有一系列的工具，包括創(chuàng)建、修復(fù)、備份等。值得一說的是大多文件系統(tǒng)都有自我修復(fù)工具。在您的文件系統(tǒng)意外出現(xiàn)損害的情況下，采用文件系統(tǒng)自帶的修復(fù)功能修復(fù)等等。筆者在這篇文章中將簡要介紹一下Ext3和Reiserfs 文件系統(tǒng)的特點(diǎn)，并對他們的優(yōu)劣做一定的分析。希望這可以幫助大家消除在文件系統(tǒng)選擇時(shí)的迷惑。
一、 Ext3 文件系統(tǒng)。
Ext2文件系統(tǒng)應(yīng)該說是Linux正宗的文件系統(tǒng)，早期的Linux都是用ext2。但隨著技術(shù)的發(fā)展，大多Linux的發(fā)行版本目前并不用這個(gè)文件系統(tǒng)了，而大多都建議用ext3文件系統(tǒng)。Ext3文件系統(tǒng)是由ext2發(fā)展而來的。在Linux所用的Ext3文件系統(tǒng)中，文件是以塊為單位存儲的，默認(rèn)情況下每個(gè)塊的大小是1K，不同的塊以塊號區(qū)分。每個(gè)文件還有一個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)中包含有文件所有者、讀寫權(quán)限、文件類型等有用信息。對于一個(gè)小于12個(gè)塊的文件，在節(jié)點(diǎn)中直接存儲文件數(shù)據(jù)塊的塊號。如果文件大于12個(gè)塊，那么節(jié)點(diǎn)在12個(gè)塊號之后存儲一個(gè)間接塊的塊號。在這個(gè)間接塊號所對應(yīng)的塊中，存儲有256個(gè)文件數(shù)據(jù)塊的塊號。如果有更大的文件，那么還會在節(jié)點(diǎn)中出現(xiàn)二級間接塊和三級間接塊。所以Ext3文件系統(tǒng)中是支持大文件的。不過不支持反刪除操作。
二、 Reiserfs 文件系統(tǒng)。
Reiserfs 文件系統(tǒng)是一款優(yōu)秀的文件系統(tǒng)，它支持大文件，而且還支持反刪除操作。他也是一個(gè)比較老的文件系統(tǒng)。但是他并沒有像Ext2文件系統(tǒng)那樣被拋棄。現(xiàn)在這個(gè)文件系統(tǒng)應(yīng)用的仍然很廣泛，很有生命力。這主要是因?yàn)檫@個(gè)文件系統(tǒng)有比較出色的表現(xiàn)。
如這個(gè)文件系統(tǒng)有比較高級的日志管理機(jī)制。它的日志管理機(jī)制制保證了在每個(gè)實(shí)際數(shù)據(jù)修改之前，相應(yīng)的日志已經(jīng)寫入硬盤。如此的話，文件與數(shù)據(jù)的安全性有了很大提高。如在這種文件系統(tǒng)下，磁盤的利用率是很高的。Reiserfs文件系統(tǒng)對一些小文件并不分配inode。而是將這些文件打包，存放在同一個(gè)磁盤分塊中。而其它文件系統(tǒng)則為每個(gè)小文件分別放置到一個(gè)磁盤分塊中。這也就是說，如果有20000個(gè)小文件，就要占用20000個(gè)分塊。這很浪費(fèi)磁盤空間。在這一點(diǎn)上比NTFS文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的還要好。而且，其還支持海量的硬盤。ReiserFS文件系統(tǒng)可輕松管理上百G的文件，最大支持的文件系統(tǒng)尺寸為16TB。為此在一些大型的Linux服務(wù)器中，這個(gè)文件系統(tǒng)是首選。
另外，Reiserfs文件系統(tǒng)在性能上也有比較杰出的表現(xiàn)。如文件定位非常的快。Reiserfs文件系統(tǒng)基于快速平衡樹搜索。平衡樹在性能上非常卓越，這是一種非常高效的檢索算法。Reiserfs文件系統(tǒng)在大量文件中搜索文件時(shí)，搜索速度要比其他文件系統(tǒng)快得多。Reiserfs文件系統(tǒng)使用B*Tree存儲文件，而其它文件系統(tǒng)使用B+Tree樹。B*Tree查詢速度比B+Tree要快很多。故Reiserfs文件系統(tǒng)在文件定位上速度非常快。 其性能的優(yōu)越還表現(xiàn)在其存儲上。Reiserfs文件系統(tǒng)，它的數(shù)據(jù)非常高效、快速，甚至小文件硬盤輸入輸出。使用Reiserfs文件系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，在啟動X窗口系統(tǒng)時(shí)，所花的時(shí)間要比在同一臺機(jī)器上使用其他文件系統(tǒng)少很多。
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三、 自動修復(fù)能力的比較。
Ext3和Reiserfs 文件系統(tǒng)都能夠自動修復(fù)損壞的文件系統(tǒng)。他們的共同點(diǎn)是都會在開機(jī)的時(shí)候檢測文件系統(tǒng)，若有損壞的話會自動恢復(fù)。其實(shí)，其他文件系統(tǒng)，如Ext2 或者FAT32等文件系統(tǒng)也都支持這個(gè)功能。不過他們性能上有所差異。一般來說，Reiserfs 文件系統(tǒng)要比其他的文件系統(tǒng)表現(xiàn)要好。
如對于Ext3 文件系統(tǒng)，有時(shí)候管理員不得不手工采用fsck命令來進(jìn)行文件系統(tǒng)的修復(fù)。如當(dāng)一開機(jī)系統(tǒng)管理員就選擇單用戶模式并且把這個(gè)系統(tǒng)放進(jìn)lost+found目錄。此時(shí)如果系統(tǒng)管理員要恢復(fù)文件系統(tǒng)的話，則必須要手工采用fsck文件系統(tǒng)修復(fù)命令。但是這個(gè)文件系統(tǒng)修復(fù)命令存在著一定的管理風(fēng)險(xiǎn)。如在修復(fù)過程中如果出現(xiàn)意外關(guān)機(jī)或者斷電，那么很可能會導(dǎo)致一些莫名其妙的問題。另外ext3文件系統(tǒng)還有一些備份的超級塊。系統(tǒng)管理員可以嘗試用備份的超級塊加載 ext3 文件系統(tǒng)和修復(fù) ext3 文件系統(tǒng)。這個(gè)操作雖然比較復(fù)雜，但是在實(shí)際工作中卻非常有用。以后若有機(jī)會，筆者會詳細(xì)介紹一下如何利用備份的超級塊來恢復(fù)這個(gè)文件系統(tǒng)。
Reiserfs 文件系統(tǒng)也能自動修復(fù)損壞的文件系統(tǒng)。但是他相對來說比較容易操作一點(diǎn)。這個(gè)文件系統(tǒng)在自動檢測和修復(fù)損壞的文件系統(tǒng)上具有很強(qiáng)的功能。如修復(fù)速度上比ext3文件系統(tǒng)要快的多。另外Reiserfs 文件系統(tǒng)對于意外斷電的情況也能夠很好的處理。如筆者做過一個(gè)簡單的測試，兩臺同樣的機(jī)器，安裝了同樣的Linux操作系統(tǒng)。只是他們所采用的文件系統(tǒng)不一樣。但是在Ext3文件系統(tǒng)下，如果采用直接拔掉電源關(guān)機(jī)，然后再重新啟動的話，大部分情況需要手工采用fsck 命令來恢復(fù)文件系統(tǒng)。但是如果采用Reiserfs 文件系統(tǒng)的話，則基本不用fsck命令就可以自動修復(fù)文件系統(tǒng)。
四、 Ext3不支此反刪除操作，安全性相對來說高一點(diǎn)。
年輕人犯錯(cuò)誤，上帝也會原諒。可惜的某些卻不是上帝。如一旦我們刪除文件同時(shí)清空回收站之后，就再也無法恢復(fù)被刪除的文件了。這對于像筆者這樣以安裝、刪除、試用軟件為娛樂的人來說實(shí)在是一大打擊。不過從另外一個(gè)角度講，如果被刪除的文件仍然可以挽救的回來的話，那就會涉及到安全問題。故如果從安全來考慮，可以支持反刪除的文件系統(tǒng)，反而對安全來說是不利的。
而reiserfs文件系統(tǒng)支持反刪除操作。如果企業(yè)安全級別比較高，則很可能意味著不安全。因?yàn)榧词褂脩魟h除了文件，并且清空了回收站，但是系統(tǒng)管理員仍然可以通過采用一些反刪除工具來恢復(fù)刪除了的文件。為此這可能會泄露企業(yè)的機(jī)密信息。而Ext3文件系統(tǒng)不支持反刪除操作。在ext3文件系統(tǒng)下，一旦用戶刪除某個(gè)機(jī)密文件，則是不可恢復(fù)的。雖然也有人說可以在Ext3 文件系統(tǒng)下恢復(fù)被刪除的文家，但是據(jù)筆者了解，成功的可能性并不多。故如果從文件的安全性來考慮，還是采用Ext3文件系統(tǒng)為好。
五、 文件系統(tǒng)建立與維護(hù)。
硬盤的格式化就是存儲設(shè)備建立文件系統(tǒng)的過程。一般的情況下，每個(gè)類型的操作系統(tǒng)都有這方面的工具，也有多功能的第三方工具，比如PQ軟件。不過筆者建議系統(tǒng)管理員最好利用操作系統(tǒng)自帶的工具來初始化分區(qū)，也就是建立文件系統(tǒng)。如在Linux操作系統(tǒng)中就帶有mkfs工具。它可以幫助系統(tǒng)管理員建立文件系統(tǒng)。
另外，我們還可以利用第三方工具如PQ軟件，先對硬盤進(jìn)行分區(qū)。然后再利用操作系統(tǒng)自帶的格式化工具進(jìn)行格式化。為了系統(tǒng)的穩(wěn)定性考慮，筆者強(qiáng)烈建議在安裝Linux系統(tǒng)時(shí)無論有沒有格式化化好了的文件系統(tǒng)，最好利用Linux系統(tǒng)自帶的格式化工具再重新格式化一遍。
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