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EXT3与EXT4文件系统有什么区别?

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在Linux操作系统中,EXT3和EXT4文件系统关系到数据的存储效率、安全性和系统的稳定性。随着技术的进步和需求的变化,EXT4逐渐取代了EXT3成为主流的文件系统。那么,EXT3和EXT4文件系统到底有哪些核心的区别?

EXT4

一、EXT3文件系统

EXT3是第三代扩展文件系统,与其前身EXT2(索引式)相比,EXT3的最显著特点是采用了日志功能,也称为日志式文件系统。这意味着它在进行任何文件系统更改之前,会先将这些更改记录在一个专门的日志中。这样的设计决策显著提高了文件系统的稳定性:在意外断电或系统崩溃的情况下,通过读取并应用这个日志,EXT3可以迅速地恢复到一个一致的状态,大大减少了数据丢失或损坏的风险。

二、EXT4文件系统

EXT4是第四代扩展文件系统,它继承了EXT3的日志功能,并在此基础上加入了众多改进和新特性,使其在性能和稳定性上都有所提升。以下是关于EXT4文件系统的一些介绍:

1、持续的技术进步

与EXT3相比,EXT4的最大亮点是其技术上的进步。虽然它保持了日志文件系统的基本设计,但通过新技术和算法,它优化了存储效率、减少了文件碎片化,还增强了数据完整性和文件系统的整体性能。

2、文件和文件系统的容量增强

EXT4支持的单一文件最大大小扩展至1EB(Exabyte),远超EXT3的2TB限制。文件系统的最大容量也扩展至1EB。这为大型存储需求和未来技术发展打下了坚实的基础。

3、先进的碎片管理

EXT4引入了延迟分配技术,这有助于减少数据的碎片化。此外,它还使用了extents,这是一种新的文件存储方法,替代了传统的块映射方法,有效地减少了碎片并提高了存储效率。

4、向下兼容性

EXT4与EXT3具有向下兼容性,这意味着用户可以无缝地从EXT3升级到EXT4。但需要注意的是,虽然升级过程相对简单,但从EXT4回退到EXT3则需要对文件系统进行格式化。

5、其他改进和特性

EXT4还引入了其他多种优化和特性,如持久预分配技术,它允许为文件预先分配空间,这在视频流和大型数据库中尤为有用。更大的块大小,更长的文件名支持,以及更快的文件删除速度都是EXT4的亮点。

EXT3

三、EXT3与EXT4核心技术的差异

1、日志功能:虽然EXT3引入了日志功能,但EXT4在这方面做了优化,提供了更多的日志模式,包括有序、写回和数据日志模式,给用户更多的选择空间。

2、文件与文件系统大小:在EXT3中,最大文件大小为2TB,而EXT4将这一数字增加到了1EB(约为1亿TB)。同时,EXT3文件系统的最大支持容量为16TB,而EXT4支持高达1EB。

3、子目录的数量:EXT3在单个目录下支持的子目录数量最多为32,000个。而在EXT4中,这一限制被取消了。

4、碎片处理:EXT4引入了两大特性:延迟分配和EXTents,这两者共同作用大大减少了文件系统的碎片化,提高了存储效率和读写性能。

5、兼容性:EXT4考虑到了向后兼容性。这意味着用户可以无损地从EXT3升级到EXT4,但反过来则需要对文件系统进行格式化。

6、容错性:EXT4引入了一种称为日志校验和(journal checksums)的机制,用于检测和修复存储介质上的位错误。这提高了文件系统的容错性,减少了数据损坏的风险。

7、磁盘检查速度:由于各种设计优化,EXT4的磁盘检查速度比EXT3要快得多,这对于管理员来说是一个巨大的利好,特别是在维护大型存储阵列时。

Ext家族是Linux支持度最广、最完整的文件系统,当我们格式化磁盘后,就已经为我们规划好了所有的inode/block/metadate等数据,这样系统可以直接使用,不需要再进行动态的配置,这也是它最优秀的特点,不过这也是它最显著的缺点,磁盘容量越大,格式化越慢,centos7.x已经选用xfs作为默认文件系统,xfs是一种适合大容量磁盘和处理巨型文件的文件系统。

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