Wat is ext3 (derde uitgebreide bestandssysteem)?

Het derde uitgebreide bestandssysteem (ext3) is een journaal bestandssysteem dat veel werd gebruikt door de Linux kernel. Het is ontworpen als een uitbreiding van het Second Extended File System (ext2), waardoor achterwaartse compatibiliteit wordt geboden en tegelijkertijd belangrijke nieuwe functies worden toegevoegd. Een van de belangrijkste toevoegingen was de introductie van journaling, waardoor de betrouwbaarheid en integriteit van het bestandssysteem aanzienlijk werd verbeterd, vooral in situaties waarin het systeem mogelijk niet netjes wordt afgesloten, zoals tijdens een stroomstoring of een systeemcrash.

ext3-functies

Hier zijn enkele van de belangrijkste functies van ext3 nader bekeken:

Journaling

Het belangrijkste kenmerk van ext3 is de journaliseringsmogelijkheid, die de betrouwbaarheid van het bestandssysteem aanzienlijk verbetert en de tijd die nodig is voor herstel na een crash verkort. In een journaalbestandssysteem worden wijzigingen eerst vastgelegd in een speciaal gebied dat een journaal wordt genoemd, voordat ze worden toegepast op het hoofdbestandssysteem. Dit proces zorgt ervoor dat zelfs in het geval van een systeemstoring het bestandssysteem snel kan worden teruggebracht naar een consistente staat door onvolledige transacties die in het journaal zijn vastgelegd opnieuw af te spelen of te negeren.

Groei van online bestandssystemen

ext3 ondersteunt het wijzigen van de grootte van het bestandssysteem terwijl het is aangekoppeld en in gebruik is, een functie die bekend staat als online bestandssysteemgroei. Dit is met name handig voor systeembeheerders die de opslagcapaciteit zonder behoefte willen vergroten uitvaltijd.

Htree-indexering voor mappen

Om de prestaties van bewerkingen in mappen met een groot aantal bestanden te verbeteren, implementeert ext3 Htree-indexering, een methode die gebruikmaakt van een gehashte B-boomstructuur om directory-items te indexeren. Dit mechanisme vermindert de tijd die nodig is om bestanden in grote mappen te vinden, waardoor de algehele systeemprestaties worden verbeterd.

Achterwaartse compatibiliteit met ext2

ext3 is achterwaarts compatibel met ext2, wat betekent dat een ext3-bestandssysteem kan worden aangekoppeld en gebruikt als een ext2-bestandssysteem. Deze functie maakt eenvoudige upgrades van ext2 naar ext3 mogelijk zonder dat gegevensmigratie nodig is. Omgekeerd kunnen ext3-bestandssystemen worden aangekoppeld als ext2, zij het zonder ondersteuning voor journaling.

Ondersteuning voor grote bestanden en bestandssystemen

ext3 ondersteunt bestanden tot 2TB groot en bestandssystemen tot 32TB. Dit was een aanzienlijke verbetering ten opzichte van ext2 en voldeed aan de vereisten van de meeste applicaties en systemen ten tijde van de ontwikkeling ervan.

Toegangscontrolelijsten (ACL's) en uitgebreide attributen

ext3 ondersteunt Access Control Lists (ACL's), die meer bieden flexmogelijk toestemmingsmechanisme dan het traditionele UNIX bestandsrechten. Bovendien maken uitgebreide attributen het mogelijk dat gebruikers en toepassingen extra te associëren metadata met bestanden en mappen die verder gaan dan de standaard bestandskenmerken.

Journaliseringsmodi

ext3 biedt verschillende journaalmodi waarmee gebruikers een balans kunnen vinden tussen prestaties en data-integriteit. Deze modi omvatten:

Journal. Zowel gegevens als metagegevens worden gejournaliseerd, wat het hoogste niveau van integriteit biedt, maar potentieel van invloed is op de prestaties.
Besteld. Alleen metadata wordt gejournaliseerd, maar datablokken worden geschreven voordat de bijbehorende metadata in het tijdschrift worden vastgelegd. Dit is de standaardmodus en biedt een goede balans tussen prestaties en betrouwbaarheid.
Terugschrijven. Alleen metadata wordt gejournaliseerd en er is geen garantie dat datablokken vóór metadata worden geschreven. Deze modus biedt de beste prestaties, maar de minste garantie op gegevensintegriteit.

ext3 Voor- en nadelen

Het ext3-bestandssysteem introduceerde aanzienlijke verbeteringen in de bestandssysteemtechnologie vergeleken met zijn voorganger, ext2. Het bracht echter een aantal nadelen met zich mee die in de loop van de tijd aan het licht kwamen, zoals fragmentatie, prestatieproblemen en een gebrek aan ondersteuning voor zeer grote opslagvolumes. Hieronder onderzoeken we deze voor- en nadelen van ext3.

voordelen

Dit zijn de voordelen van ext3:

Verbeterde betrouwbaarheid. De journaalfunctie verbetert de betrouwbaarheid van het bestandssysteem aanzienlijk door de wijzigingen bij te houden die op het punt staan te worden aangebracht. In geval van een systeemcrash of stroomstoring kan het bestandssysteem hierdoor snel herstellen door wijzigingen uit dit journaal opnieuw af te spelen, waardoor het risico op gegevensbeschadiging wordt geminimaliseerd.
Snellere hersteltijden. In tegenstelling tot ext2, waarvoor mogelijk uitgebreide controles van het bestandssysteem nodig zijn (fsck) na een crash vermindert de journalisering van ext3 de noodzaak van dergelijke controles, wat leidt tot veel snellere hersteltijden.
Gemakkelijk te upgraden. Een van de grote voordelen van ext3 was de achterwaartse compatibiliteit met ext2. Hierdoor konden gebruikers hun bestandssystemen upgraden van ext2 naar ext3 zonder dat ze gegevens moesten formatteren of migreren, wat een aanzienlijk gemak en tijdbesparing betekende.
Flexibiliteit. Systemen kunnen indien nodig een ext3-bestandssysteem als ext2 aankoppelen (zij het zonder voordelen voor journaling), waardoor flexde manier waarop het bestandssysteem werd gebruikt en onderhouden.
Ondersteuning voor grote volumes en bestanden. ext3 ondersteunde bestandssystemen tot 32 TB en bestandsgroottes tot 2 TB, wat voldoende was om te voldoen aan de behoeften van gebruikers met grote databases en bestanden in die tijd.
Verbeterde gegevensintegriteit. De journaalmodi (logboek, geordend en terugschrijven) boden keuzes tussen prestatie- en gegevensintegriteitsniveaus, waardoor beheerders de meest geschikte modus voor hun behoeften konden kiezen. Dit flexDit heeft geholpen bij het optimaliseren van systemen op basis van de prioriteit van data-integriteit ten opzichte van prestaties.
Toegangscontrolelijsten (ACL's) en uitgebreide attributen. Ondersteuning voor ACL's zorgde voor meer gedetailleerde controle over bestandsrechten, waardoor de beveiliging en samenwerkingsmogelijkheden werden verbeterd. Uitgebreide attributen maken het mogelijk om extra metadata op te slaan, wat gunstig is voor bepaalde applicaties en services.

Nadelen

Hier is een lijst met nadelen van ext3, vooral in vergelijking met nieuwere systemen:

Fragmentatie. ext3 kan in de loop van de tijd last hebben van fragmentatie, vooral in omgevingen met een groot aantal kleine bestanden of met bestandssystemen waarnaar vaak wordt geschreven en verwijderd. Fragmentatie kan de prestaties verslechteren omdat het de tijd verlengt die nodig is om bestanden te lezen of te schrijven, omdat de koppen op een harde schijf naar verschillende locaties moeten worden verplaatst om toegang te krijgen tot bestandsfragmenten.
Beperkte dagboekregistratie flexibiliteit. Terwijl ext3 journaling introduceerde, wat de data-integriteit en de hersteltijd na crashes aanzienlijk verbeterde, is de implementatie ervan niet zo flexbaar of efficiënt zoals in nieuwere bestandssystemen. De journaling van ext4 is bijvoorbeeld efficiënter en biedt een functie voor vertraagde toewijzing die de prestaties verbetert en fragmentatie vermindert.
Beperkingen voor bestandsgrootte en bestandssysteemgrootte. ext3 ondersteunt bestandsgroottes tot 2TB en bestandssysteemgroottes tot 32TB, die, hoewel voldoende op het moment van ontwikkeling, beperkend zijn voor moderne toepassingen die met grotere datasets werken. Nieuwere bestandssystemen zoals ext4 en Btrfs ondersteunen veel grotere bestanden en bestandssystemen, waardoor ze geschikter worden voor grootschalige opslagbehoeften.
Gebrek aan ingebouwde ondersteuning voor snapshots en compressie. ext3 biedt geen ingebouwde ondersteuning voor snapshots of datacompressie, functies die steeds belangrijker worden backup, gegevensherstel en efficiënt opslagbeheer. Snapshots registreer de status van het bestandssysteem op een bepaald tijdstip, terwijl compressie de hoeveelheid gebruikte schijfruimte aanzienlijk vermindert. Beide functies zijn beschikbaar in nieuwere bestandssystemen zoals Btrfs en ZFS.
Beperking van de groepsgrootte van één blok. De grootte van een blokgroep in ext3 ligt vast, waardoor het maximale aantal blokken en daarmee de totale grootte van het bestandssysteem wordt beperkt. Deze architectuur heeft invloed op de schaalbaarheid van het bestandssysteem, waardoor het minder geschikt is voor zeer grote opslagvolumes in vergelijking met nieuwere oplossingen.
Efficiëntie bij het verwerken van grote mappen. Hoewel Htree-indexering de efficiëntie van het verwerken van grote mappen verbeterde in vergelijking met ext2, kan ext3 nog steeds prestatievermindering ervaren bij het beheren van mappen met tienduizenden bestanden of meer. Nieuwere bestandssystemen hebben de verwerking en indexering van directory's verder geoptimaliseerd, waardoor de opzoektijden zijn verkort en de algehele prestaties in deze scenario's zijn verbeterd.
Uitgestelde toewijzing wordt niet ondersteund. Met vertraagde toewijzing, een functie die met ext4 is geïntroduceerd, kan het bestandssysteem de toewijzing van schijfblokken uitstellen totdat de gegevens naar de schijf zijn geschreven. Dit verbetert de prestaties en vermindert fragmentatie, maar is niet beschikbaar in ext3.

Hoe maak je een ext3-bestandssysteem aan?

Het maken van een ext3-bestandssysteem omvat het formatteren van een partitie met het ext3-bestandssysteemtype. Dit proces kan op elk blokapparaat worden uitgevoerd, zoals harde schijven, SSD's, of gepartitioneerde ruimte, en wordt gewoonlijk uitgevoerd via de opdrachtregel onder Linux. Voordat u doorgaat, moet u ervoor zorgen dat er een back-up is gemaakt van alle belangrijke gegevens op de partitie die moet worden geformatteerd, omdat bij dit proces bestaande gegevens worden gewist.

Zo maakt u stap voor stap een ext3-bestandssysteem:

Stap 1: Identificeer de partitie

Eerst moet u het blokapparaat identificeren dat u wilt formatteren met het ext3-bestandssysteem. U kunt alle beschikbare blokapparaten en hun partities weergeven met behulp van de lsblk or fdisk -l opdracht.

lsblk

sudo fdisk -l

Zoek naar de apparaat-ID die overeenkomt met de partitie die u wilt formatteren, bijvoorbeeld / Dev / sdb1.

Stap 2: ontkoppel de partitie (indien nodig)

Als de partitie is aangekoppeld, moet u deze ontkoppelen voordat u gaat formatteren. Gebruik de umount commando gevolgd door de apparaat-ID:

sudo umount /dev/sdb1

Als de partitie niet is aangekoppeld, kunt u deze stap overslaan.

Stap 3: Maak het ext3-bestandssysteem

Om de partitie te formatteren met het ext3-bestandssysteem, gebruikt u de mkfs.ext3 commando gevolgd door de apparaat-ID:

sudo mkfs.ext3 /dev/sdb1

Met deze opdracht wordt een ext3-bestandssysteem gemaakt op de opgegeven partitie. U kunt de -L optie om een label aan het bestandssysteem toe te wijzen:

sudo mkfs.ext3 -L MyExt3Partition /dev/sdb1

Stap 4: Monteer het bestandssysteem

Na het formatteren kunt u het nieuwe ext3-bestandssysteem koppelen aan een map in uw bestandssysteemhiërarchie. Maak eerst een koppelpunt als dit nog niet bestaat:

sudo mkdir /mnt/myext3

Monteer vervolgens het ext3-bestandssysteem in de nieuw aangemaakte map:

sudo mount /dev/sdb1 /mnt/myext3

Stap 5: Controleer het bestandssysteem

Ten slotte kunt u verifiëren dat het bestandssysteem is aangekoppeld en het type ervan controleren met behulp van de df or monteren opdracht:

df -Th /mnt/myext3

mount | grep /mnt/myext3

Deze opdrachten tonen informatie over het aangekoppelde bestandssysteem, inclusief het type (in dit geval ext3).

Belangrijke overwegingen

Data verlies. Als u een partitie formatteert, worden alle bestaande gegevens erop gewist. Zorg ervoor dat je dat hebt gedaan backups voordat u verder gaat.
Apparaat-ID. Wees absoluut zeker van de apparaat-ID van de partitie (/ Dev / sdb1 in het voorbeeld). Het formatteren van de verkeerde partitie kan leiden tot gegevensverlies.
Rootprivileges. Deze opdrachten vereisen root-rechten en worden daarom voorafgegaan door sudo. Afhankelijk van uw systeemconfiguratie moet u mogelijk uw wachtwoord invoeren.