Was ist ext3 (Third Extended File System)?

8. April 2024

Das Third Extended File System (ext3) ist ein Journaling Dateisystem das war weit verbreitet von der Linux-Kernel. Es wurde als Erweiterung des Second Extended File System (ext2) konzipiert und bietet Abwärtskompatibilität sowie das Hinzufügen wichtiger neuer Funktionen. Eine der bedeutendsten Neuerungen war die Einführung des Journalings, das die Zuverlässigkeit und Integrität des Dateisystems erheblich verbesserte, insbesondere in Situationen, in denen das System möglicherweise nicht sauber heruntergefahren werden konnte, beispielsweise bei einem Stromausfall oder einem Systemabsturz.

ext3-Funktionen

Hier ist ein genauerer Blick auf einige der Hauptfunktionen von ext3:

Journaling

Das wichtigste Merkmal von ext3 ist seine Journaling-Fähigkeit, die die Zuverlässigkeit des Dateisystems erheblich verbessert und die für die Wiederherstellung nach einem Absturz erforderliche Zeit verkürzt. In einem Journaling-Dateisystem werden Änderungen zunächst in einem speziellen Bereich namens Journal aufgezeichnet, bevor sie auf das Hauptdateisystem angewendet werden. Dieser Prozess stellt sicher, dass das Dateisystem auch im Falle eines Systemausfalls schnell wieder in einen konsistenten Zustand gebracht werden kann, indem im Journal aufgezeichnete unvollständige Transaktionen wiedergegeben oder ignoriert werden.

Wachstum des Online-Dateisystems

ext3 unterstützt die Größenänderung des Dateisystems, während es gemountet und verwendet wird, eine Funktion, die als Online-Dateisystemwachstum bekannt ist. Dies ist besonders nützlich für Systemadministratoren, die die Speicherkapazität ohne Erhöhung erhöhen müssen Ausfallzeit.

Htree-Indizierung für Verzeichnisse

Um die Leistung von Vorgängen in Verzeichnissen mit einer großen Anzahl von Dateien zu verbessern, implementiert ext3 die Htree-Indizierung, eine Methode, die a verwendet gehasht B-Baumstruktur zur Indizierung von Verzeichniseinträgen. Dieser Mechanismus reduziert die Zeit, die zum Auffinden von Dateien in großen Verzeichnissen erforderlich ist, und verbessert so die Gesamtsystemleistung.

Abwärtskompatibilität mit ext2

ext3 ist abwärtskompatibel mit ext2, was bedeutet, dass ein ext3-Dateisystem gemountet und als ext2-Dateisystem verwendet werden kann. Diese Funktion ermöglicht einfache Upgrades von ext2 auf ext3, ohne dass eine Datenmigration erforderlich ist. Umgekehrt können ext3-Dateisysteme als ext2 gemountet werden, allerdings ohne Journaling-Unterstützung.

Unterstützung für große Dateien und Dateisysteme

ext3 unterstützt Dateien mit einer Größe von bis zu 2 TB und Dateisysteme mit einer Größe von bis zu 32 TB. Dies stellte eine deutliche Verbesserung gegenüber ext2 dar und erfüllte die Anforderungen der meisten Anwendungen und Systeme zum Zeitpunkt seiner Entwicklung.

Zugriffskontrolllisten (ACLs) und erweiterte Attribute

ext3 unterstützt Access Control Lists (ACLs), die mehr bieten flexEs gibt einen flexibleren Berechtigungsmechanismus als der herkömmliche UNIX Dateiberechtigungen. Darüber hinaus ermöglichen erweiterte Attribute Benutzern und Anwendungen zusätzliche assoziieren Metadaten mit Dateien und Verzeichnissen, die über die Standarddateiattribute hinausgehen.

Journaling-Modi

ext3 bietet verschiedene Journaling-Modi, mit denen Benutzer zwischen Leistung und Leistung abwägen können Datenintegrität. Zu diesen Modi gehören:

  • Journal. Sowohl Daten als auch Metadaten werden protokolliert, was ein Höchstmaß an Integrität bietet, sich jedoch möglicherweise auf die Leistung auswirkt.
  • Bestellt. Es werden nur Metadaten protokolliert, Datenblöcke werden jedoch geschrieben, bevor die zugehörigen Metadaten in das Journal übernommen werden. Dies ist der Standardmodus, der ein gutes Gleichgewicht zwischen Leistung und Zuverlässigkeit bietet.
  • Schreib zurück. Es werden nur Metadaten protokolliert und es gibt keine Garantie dafür, dass Datenblöcke vor den Metadaten geschrieben werden. Dieser Modus bietet die beste Leistung, aber die geringste Sicherheit der Datenintegrität.

ext3 Vor- und Nachteile

Das ext3-Dateisystem führte im Vergleich zu seinem Vorgänger ext2 zu erheblichen Verbesserungen der Dateisystemtechnologie. Es brachte jedoch eine Reihe von Nachteilen mit sich, die sich im Laufe der Zeit zeigten, wie Fragmentierung, Leistungsprobleme und mangelnde Unterstützung für sehr große Speichervolumina. Im Folgenden untersuchen wir diese Vor- und Nachteile von ext3.

Vorteile

Hier sind die Vorteile von ext3:

  • Verbesserte Zuverlässigkeit. Die Journaling-Funktion erhöht die Zuverlässigkeit des Dateisystems erheblich, indem sie Änderungen aufzeichnet, die vorgenommen werden sollen. Im Falle eines Systemabsturzes oder Stromausfalls ermöglicht dies eine schnelle Wiederherstellung des Dateisystems durch die Wiedergabe von Änderungen aus diesem Journal, wodurch das Risiko einer Datenbeschädigung minimiert wird.
  • Schnellere Wiederherstellungszeiten. Im Gegensatz zu ext2, das umfangreiche Dateisystemprüfungen erfordern könnte (fsck) Nach einem Absturz reduziert das Journaling von ext3 die Notwendigkeit solcher Überprüfungen, was zu viel schnelleren Wiederherstellungszeiten führt.
  • Einfaches Upgrade. Einer der Hauptvorteile von ext3 war seine Abwärtskompatibilität mit ext2. Dadurch konnten Benutzer ihre Dateisysteme von ext2 auf ext3 aktualisieren, ohne Daten formatieren oder migrieren zu müssen, was einen erheblichen Komfort und eine Zeitersparnis bedeutete.
  • Flexibilität. Systeme könnten bei Bedarf ein ext3-Dateisystem als ext2 mounten (allerdings ohne Journaling-Vorteile). flexFlexibilität bei der Verwendung und Wartung des Dateisystems.
  • Unterstützung für große Volumes und Dateien. ext3 unterstützte Dateisysteme bis zu 32 TB und Dateigrößen bis zu 2 TB, was damals ausreichte, um den Anforderungen von Benutzern mit großen Datenbanken und Dateien gerecht zu werden.
  • Verbesserte Datenintegrität. Die Journaling-Modi (Journal, Ordered und Writeback) boten die Wahl zwischen Leistungs- und Datenintegritätsstufen, sodass Administratoren den für ihre Anforderungen am besten geeigneten Modus auswählen konnten. Das flexibility half bei der Optimierung von Systemen basierend auf der Priorität der Datenintegrität gegenüber der Leistung.
  • Zugriffskontrolllisten (ACLs) und erweiterte Attribute. Die Unterstützung von ACLs ermöglichte eine detailliertere Kontrolle der Dateiberechtigungen und verbesserte die Sicherheit und die Möglichkeiten zur Zusammenarbeit. Erweiterte Attribute ermöglichen die Speicherung zusätzlicher Metadaten, was für bestimmte Anwendungen und Dienste von Vorteil ist.

Nachteile

Hier ist eine Liste der Nachteile von ext3, insbesondere im Vergleich zu neueren Systemen:

  • Zersplitterung. ext3 kann im Laufe der Zeit unter Fragmentierung leiden, insbesondere in Umgebungen mit einer großen Anzahl kleiner Dateien oder mit Dateisystemen, in die häufig geschrieben und gelöscht wird. Fragmentierung kann die Leistung beeinträchtigen, da sie die zum Lesen oder Schreiben von Dateien benötigte Zeit erhöht, da die Köpfe einer Festplatte an verschiedene Orte verschoben werden müssen, um auf Dateifragmente zuzugreifen.
  • Eingeschränktes Journaling flexFähigkeit. Während ext3 das Journaling einführte, das die Datenintegrität und die Wiederherstellungszeit nach Abstürzen erheblich verbesserte, ist die Implementierung nicht so flexible oder effizient wie in neueren Dateisystemen. Beispielsweise ist das Journaling von ext4 effizienter und bietet eine verzögerte Zuordnungsfunktion, die die Leistung verbessert und die Fragmentierung verringert.
  • Einschränkungen hinsichtlich Dateigröße und Dateisystemgröße. ext3 unterstützt Dateigrößen von bis zu 2 TB und Dateisystemgrößen von bis zu 32 TB, was zum Zeitpunkt seiner Entwicklung zwar ausreichend war, für moderne Anwendungen, die größere Datenmengen verarbeiten, jedoch eine Einschränkung darstellte. Neuere Dateisysteme wie ext4 und Btrfs unterstützen viel größere Dateien und Dateisysteme, wodurch sie besser für große Speicheranforderungen geeignet sind.
  • Fehlende integrierte Unterstützung für Snapshots und Komprimierung. ext3 bietet keine integrierte Unterstützung für Snapshots oder Datenkomprimierung, Funktionen, die für immer wichtiger werden backup, Datenwiederherstellung und effiziente Speicherverwaltung. Snapshots Zeichnen Sie den Dateisystemstatus zu einem bestimmten Zeitpunkt auf, während durch die Komprimierung der belegte Speicherplatz erheblich reduziert wird. Beide Funktionen sind in neueren Dateisystemen wie Btrfs und ZFS verfügbar.
  • Beschränkung der Gruppengröße einzelner Blöcke. Die Größe einer Blockgruppe in ext3 ist fest, wodurch die maximale Anzahl von Blöcken und damit die Gesamtgröße des Dateisystems begrenzt wird. Diese Architektur wirkt sich auf die aus Skalierbarkeit des Dateisystems, wodurch es im Vergleich zu neueren Lösungen weniger für sehr große Speichervolumina geeignet ist.
  • Effizienter Umgang mit großen Verzeichnissen. Während die Htree-Indizierung die Effizienz beim Umgang mit großen Verzeichnissen im Vergleich zu ext2 verbesserte, kann es bei ext3 immer noch zu Leistungseinbußen kommen, wenn Verzeichnisse mit Zehntausenden oder mehr Dateien verwaltet werden. Neuere Dateisysteme haben die Verzeichnisverwaltung und -indizierung weiter optimiert, was die Suchzeiten verkürzt und die Gesamtleistung in diesen Szenarien verbessert.
  • Eine verzögerte Zuweisung wird nicht unterstützt. Die verzögerte Zuweisung, eine mit ext4 eingeführte Funktion, ermöglicht es dem Dateisystem, die Zuweisung von Festplattenblöcken zu verzögern, bis die Daten auf die Festplatte geschrieben werden. Dies verbessert die Leistung und reduziert die Fragmentierung, ist jedoch in ext3 nicht verfügbar.

Wie erstelle ich ein ext3-Dateisystem?

Zum Erstellen eines ext3-Dateisystems gehört das Formatieren einer Partition mit dem ext3-Dateisystemtyp. Dieser Vorgang kann auf jedem Blockgerät durchgeführt werden, z. B. Festplatten, SSDs, oder partitionierter Raum, und wird üblicherweise über ausgeführt Befehlszeile unter Linux. Stellen Sie vor dem Fortfahren sicher, dass alle wichtigen Daten auf der zu formatierenden Partition gesichert werden, da bei diesem Vorgang vorhandene Daten gelöscht werden.

So erstellen Sie Schritt für Schritt ein ext3-Dateisystem:

Schritt 1: Identifizieren Sie die Partition

Zunächst müssen Sie das Blockgerät identifizieren, das Sie mit dem ext3-Dateisystem formatieren möchten. Sie können alle verfügbaren Blockgeräte und ihre Partitionen mit auflisten lsblk or fdisk -l Befehl.

lsblk

or

sudo fdisk -l

Suchen Sie nach der Gerätekennung, die der Partition entspricht, die Sie formatieren möchten, z / dev / sdb1.

Schritt 2: Partition aushängen (falls erforderlich)

Wenn die Partition gemountet ist, müssen Sie sie vor dem Formatieren aushängen. Benutzen Sie die umount Befehl gefolgt von der Gerätekennung:

sudo umount /dev/sdb1

Wenn die Partition nicht gemountet ist, können Sie diesen Schritt überspringen.

Schritt 3: Erstellen Sie das ext3-Dateisystem

Um die Partition mit dem ext3-Dateisystem zu formatieren, verwenden Sie die mkfs.ext3 Befehl gefolgt von der Gerätekennung:

sudo mkfs.ext3 /dev/sdb1

Dieser Befehl erstellt ein ext3-Dateisystem auf der angegebenen Partition. Sie können das hinzufügen -L Option zum Zuweisen einer Bezeichnung zum Dateisystem:

sudo mkfs.ext3 -L MyExt3Partition /dev/sdb1

Schritt 4: Mounten Sie das Dateisystem

Nach der Formatierung können Sie das neue ext3-Dateisystem in einem Verzeichnis in Ihrer Dateisystemhierarchie bereitstellen. Erstellen Sie zunächst einen Mount-Punkt, falls dieser noch nicht vorhanden ist:

sudo mkdir /mnt/myext3

Hängen Sie dann das ext3-Dateisystem in das neu erstellte Verzeichnis ein:

sudo mount /dev/sdb1 /mnt/myext3

Schritt 5: Überprüfen Sie das Dateisystem

Schließlich können Sie überprüfen, ob das Dateisystem gemountet ist, und seinen Typ mithilfe von überprüfen df or montieren Befehl:

df -Th /mnt/myext3

or

mount | grep /mnt/myext3

Diese Befehle zeigen Informationen über das gemountete Dateisystem an, einschließlich seines Typs (in diesem Fall ext3).

Wichtige Überlegungen

  • Datenverlust. Durch das Formatieren einer Partition werden alle darauf vorhandenen Daten gelöscht. Stellen Sie sicher, dass Sie dies getan haben backups, bevor Sie fortfahren.
  • Gerätekennung. Achten Sie unbedingt auf die Gerätekennung der Partition (/ dev / sdb1 im Beispiel). Das Formatieren der falschen Partition kann zu Datenverlust führen.
  • Root-Rechte. Für diese Befehle sind Root-Rechte erforderlich, daher wird ihnen das Präfix vorangestellt sudo. Abhängig von Ihrer Systemkonfiguration müssen Sie möglicherweise Ihr Passwort eingeben.

Anastazija
Spasojević
Anastazija ist eine erfahrene Content-Autorin mit Wissen und Leidenschaft für cloud Computer, Informationstechnologie und Online-Sicherheit. Bei phoenixNAP, konzentriert sie sich auf die Beantwortung brennender Fragen zur Gewährleistung der Datenrobustheit und -sicherheit für alle Teilnehmer der digitalen Landschaft.