Linux基礎：文件系統(tǒng)類型知識介紹

　　以超級用戶權限登陸Linux，進入/Lib/modules/2.4.18-6mdk/kernel/fs目錄執(zhí)行命令(不同Linux發(fā)行版本的Fs目錄有些不同你可以用查找FS文件夾的方法找到它)：

　　#ls

　　Mandrake Linux 支持的文件系統(tǒng)類型

　　/Lib/modules/2.4.18-6mdk/kernel/fs中查出當前系統(tǒng)所支持的文件系統(tǒng)種類。從圖-1中可以看到筆者使用的 Mandrake Linux 8.2支持的文件系統(tǒng)非常多。Linux系統(tǒng)核心支持十多種文件系統(tǒng)類型：jfs、 ReiserFS、ext、ext2、ext3、iso9660、xfs、 minx、msdos、umsdos、Vfat、NTFS、Hpfs、Nfs、smb、sysv、proc等。

　　這里我們對最常用的幾個文件系統(tǒng)的發(fā)展情況和優(yōu)缺點作詳細介紹：ext、ext2、ext3、jsf、 、xfs、ReiserFS。

　　一、 ext

　　ext是第一個專門為Linux的文件系統(tǒng)類型，叫做擴展文件系統(tǒng)。它在1992年4月完成的。它為Linux的發(fā)展取得了重要作用。但是在性能和兼容性上存在許多缺陷�，F在已經很少使用了。

　　二、 ext2

　　ext2是為解決ext文件系統(tǒng)的缺陷而設計的可擴展的高性能的文件系統(tǒng)。又被稱為二級擴展文件系統(tǒng)。它是在1993年發(fā)布的,設計者是Rey Card。ext2是Linux文件系統(tǒng)類型中使用最多的格式。并且在速度和CPU利用率上較突出，是 GNU/Linux 系統(tǒng)中標準的文件系統(tǒng)，其特點為存取文件的性能極好，對于中小型的文件更顯示出優(yōu)勢，這主要得利于其簇快取層的優(yōu)良設計。Ext2 可以支持256字節(jié)的長文件名，其單一文件大小與文件系統(tǒng)本身的容量上限與文件系統(tǒng)本身的簇大小有關，在一般常見的Intel x86兼容處理器的系統(tǒng)中，簇最大為 4KB, 則單一文件大小上限為 2048GB, 而文件系統(tǒng)的容量上限為 6384GB。盡管Linux可以支持種類繁多的文件系統(tǒng)，但是2000年以前幾乎所有的Linux發(fā)行版都用ext2作為默認的文件系統(tǒng)。

　　ext2的缺點：ext2的設計者主要考慮的是文件系統(tǒng)性能方面的問題。ext2在寫入文件內容的同時并沒有同時寫入文件的meta-data (和文件有關的信息，例如：權限、所有者以及創(chuàng)建和訪問時間)。換句話說，Linux先寫入文件的內容，然后等到有空的時候才寫入文件的meta- data。這樣若出現寫入文件內容之后但在寫入文件的meta-data之前系統(tǒng)突然斷電，就可能造成在文件系統(tǒng)就會處于不一致的狀態(tài)。在一個有大量文件 操作的系統(tǒng)中出現這種情況會導致很嚴重的后果。另外但由于目前核心 2.4 所能使用的單一分割區(qū)最大只有 2048GB，盡管文件系統(tǒng)的容量上限為 6384G但是實際上能使用的文件系統(tǒng)容量最多也只有 2048GB。

　　三、 ext3

　　ext3是由開放資源社區(qū)開發(fā)的日志文件系統(tǒng)，主要開發(fā)人員是Stephen tweedie。ext3被設計成是ext2的升級版本，盡可能地方便用戶從ext2fs向ext3fs遷移。ext3在ext2的基礎上加入了記錄元數 據的日志功能，努力保持向前和向后的兼容性。這個文件系統(tǒng)被稱為ext2的下一個版本。也就是在保有目前 ext2 的格式之下再加上日志功能。ext3是一種日志式文件系統(tǒng)。日志式文件系統(tǒng)的優(yōu)越性在于：由于文件系統(tǒng)都有快取層參與運作，如不使用時必須將文件系統(tǒng)卸 下，以便將快取層的資料寫回磁盤中。因此每當系統(tǒng)要關機時，必須將其所有的文件系統(tǒng)全部卸下后才能進行關機。如果在文件系統(tǒng)尚未卸下前就關機 (如停電) 時，下次重開機后會造成文件系統(tǒng)的資料不一致，故這時必須做文件系統(tǒng)的重整工作，將不一致與錯誤的地方修復。然而，此一重整的工作是相當耗時的，特別是容 量大的文件系統(tǒng)，而且也不能百分之百保證所有的資料都不會流失。故這在大型的伺服器上可能會造成問題。

　　ext3的缺點：其最大的缺點是沒有現代文件系統(tǒng)所具有的能提高文件數據處理速度和解壓的高性能，另外使用ext3文件系統(tǒng)時要注意硬盤限額問題,在這個問題解決之前,不推薦在重要的企業(yè)應用上采用ext3+disk quota(磁盤配額)。

　　四、 jsf

　　jsf提供了基于日志的字節(jié)級文件系統(tǒng)，該文件系統(tǒng)是為面向事務的高性能系統(tǒng)而開發(fā)的。jsf(Journaled File System Technology for Linux)的開發(fā)者包括AIX(IBM的Unix)的jsf的主要開發(fā)者。在AIX上，jfs已經經受住了考驗。它是可靠、快速和容易使用的。2000 年2月，ibm宣布在一個開放資源許可證下，移植linux版的JSF文件系統(tǒng)。JSFs也是一個有大量用戶安裝使用的企業(yè)級文件系統(tǒng)。它具有可伸縮性和 健壯性，與非日志文件系統(tǒng)相比，它的優(yōu)點是其快速重啟能力：Jfs 能夠在幾秒或幾分鐘內就把文件系統(tǒng)恢復到一致狀態(tài)。雖然 jsf 主要是為滿足服務器(從單處理器系統(tǒng)到高級多處理器和群集系統(tǒng))的高吞吐量和可靠性需求而設計的，jsf 還可用于想得到高性能和可靠性的客戶機配置因為在系統(tǒng)崩潰時，jsf 能提供快速文件系統(tǒng)重啟時間，所以它是因特網文件服務器的關鍵技術。使用數據庫日志處理技術，jsf 能在幾秒或幾分鐘之內把文件系統(tǒng)恢復到一致狀態(tài)。而在非日志文件系統(tǒng)中，文件恢復可能花費幾小時或幾天。

　　jsf的缺點：使用jsf日志文件系統(tǒng)，性能上會有一定損失，系統(tǒng)資源占用的比率也偏高。是因為當它保持一個日志時，系統(tǒng)需要寫許多數據。

　　五、ReiserFS

　　ReiserFS的第一次公開亮相是在1997年7月23日，Hans Reiser把他的基于平衡樹結構的ReiserFS文件系統(tǒng)在網上公布。ReiserFS 3.6.x(作為 Linux 2.4 一部分的版本)是由 Hans Reiser 和他的在Namesys 的開發(fā)組共同開發(fā)設計的。Hans 和他的組員們相信最好的文件系統(tǒng)是那些能夠有助于創(chuàng)建獨立的共享環(huán)境或者命名空間的文件系統(tǒng)，應用程序可以在其中更直接、有效和有力地相互作用。為了實現 這一目標，文件系統(tǒng)就應該滿足其使用者對性能和功能方面的需要。那樣，使用者就能夠繼續(xù)直接地使用文件系統(tǒng)，而不必建造運行在文件系統(tǒng)之上(如數據庫之 類)的特殊目的層。ReiserFS 使用了特殊的優(yōu)化 b* 平衡樹(每個文件系統(tǒng)一個)來組織所有的文件系統(tǒng)數據。這為其自身提供了非常不錯的性能改進，也能夠減輕文件系統(tǒng)設計上的人為約束。例如，現在一個目錄下 可以容納 ext00,000 個子目錄。另一個使用 b* 樹的好處就是 ReiserFS 能夠像大多其它的下一代文件系統(tǒng)一樣，根據需要動態(tài)地分配索引節(jié)，而不必在文件系統(tǒng)創(chuàng)建時建立固定的索引節(jié)。這有助于文件系統(tǒng)更靈活地適應其面臨的各種存 儲需要，同時提供附加的空間有效率。

　　Reiserfs被看作是一個更加激進和現代的文件系統(tǒng)。傳統(tǒng)的UNIX文件系統(tǒng)是按盤塊來進行空間分配的，對于目錄和文件等的查找使用了簡單的線性查 找。這些設計在當時是合適的，但隨著磁盤容量的增大和應用需求的增加，傳統(tǒng)文件系統(tǒng)在存儲效率，速度和功能上已顯落后。在reiserfs的下一版 reiser4中還提供了對事務的支持。在[url]http://www.namesys.com/v4/v4.html[/url] 中有reiser4的介紹和一個簡單的reiser4的性能測試。

　　ReiserFS的缺點：ReiserFS一個最受人批評的缺點是每升級一個版本，都將要將磁盤重新格式化一次。你可以在[url]http://www.namesys.com/[/url] 網站了解關于 ReiserFS 的更多信息。

　　六、Xfs

　　xfs是一種非常優(yōu)秀的日志文件系統(tǒng)，它是SGI公司設計的。xfs被稱為業(yè)界最先進的、最具可升級性的文件系統(tǒng)技術。它是一個全64位,快速、穩(wěn)固的日 志文件系統(tǒng)，多年用于SGI的IRIX操作系統(tǒng)。sgi決定支持Linux社區(qū)，將關鍵的基本架構技術授權于Linux。它以開放資源形式發(fā)布了他們自己 擁有的xfs的源代碼，并開始進行移植。此工作進展得很快，目前已進入beta版階段。作為一個64位文件系統(tǒng)，xfs可以支持超大數量的文件(9g× 1gb，甚至更大的18g×1gb)，可在大型 2d 和 3d 數據方面提供顯著的性能。xfs有能力預測其它文件系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，同時xfs提供了在不妨礙性能的情況下增強可靠性和快速的事故恢復。SGI的xfs可為 linux和開放資源社區(qū)帶來的新特性有：可升級性：xfs被設計成可升級，以面對大多數的存儲容量和i/o存儲需求，可處理大型文件和包含巨大數量文件 的大型目錄，滿足二十一世紀快速增長的磁盤需求。xfs有能力動態(tài)地為文件分配索引空間，使系統(tǒng)形成高效支持大數量文件的能力。在它的支持下，用戶可使用 1exabyte (1g×1gb) 大的文件，遠遠大于現在最大的文件系統(tǒng)。優(yōu)秀的i/o 性能：典型的現代服務器使用大型的條帶式磁盤陣列，以提供達數gb/秒的總帶寬。xfs可以很好地滿足I/O請求的大小和并發(fā)I/O請求的數量�！fs 可作為root文件系統(tǒng),并被lilo支持.在NFS服務器上使用也沒問題.支持軟件磁盤陣列(RAID)和虛擬集群(LVM)。SGI最新發(fā)布xfs為 1.0.1版.(在：[url]http://http://oss.sgi.com/projects/xfs/[/url] 可以下載它)。

　　xfs的缺點：由于xfs比較復雜，實施起來有一些難度，所以目前xfs主要應用于Linux企業(yè)應用的高端。

　　其他文件系統(tǒng)簡介：

　　Minix：Llnux支持的第一個文件系統(tǒng)，對用戶有很多限制而且性能低下。有些沒有時間標記，其文件名最長l 4個字符。minix 文件系統(tǒng)最大的缺點是最大只能使用64M 的硬盤分區(qū)，所以在目前已經沒有人使用它了。

　　Xia：Minix文件系統(tǒng)修正后的版本。在一定程度上解決了文件名和文件系統(tǒng)大小的局限。但沒有新的特色，目前很少有人使用。

　　Msdos：msdos 是在Dos、Windows和某些OS/2 操作系統(tǒng)上使用的一種文件系統(tǒng)，其名稱采用“8+3”的形式，即8個字符的文件名加上3個字符的擴展名。

　　umsdos： Linux下的擴展msdos文件系統(tǒng)驅動，支持長文件名、所有者、允許權限、連接和設備文件。允許一個普通的msdo s文件系統(tǒng)用于Linux，而且無須為它建立單獨的分區(qū)。

　　iso9660： 標準CDROM文件系統(tǒng)，通用的Rock Ridge增強系統(tǒng)，允許長文件名。

　　Vfat:vfat是Windows9x 和　Windows NT/2000下使用的一種Dos文件系統(tǒng)，其在　Dos 文件系統(tǒng)的基礎上增加了對長文件名的支持。

　　Nfs： Sun公司推出的網絡文件系統(tǒng)，允許多臺計算機之間共享同一文件系統(tǒng)，易于從所有這些計算機上存取文件。

　　Hpfs： High Performance File System(HPFS) 高性能文件系統(tǒng)(HPFS) HPFS是Microsoft的LAN Manager中的文件系統(tǒng)，同時也是IBM的LAN Server和OS/2的文件系統(tǒng)。HPFS能訪問較大的硬盤驅動器，提供更多的組織特性并改善了文件系統(tǒng)的安全特性。

　　Smb:smb是一種支持 Windows for workgroups、Windows NT 和Lan Manager的基于SMB協議的網絡操作系統(tǒng)。

　　Sysv: sysv文件系統(tǒng)實際上是System V/Coherent 在Linux平臺上的文件系統(tǒng)。

　　Ncpfs:ncpfs是一種Novell NetWare 使用的NCP協議的網絡操作系統(tǒng)。

　　Proc:proc是Linux 系統(tǒng)中作為一種偽文件系統(tǒng)出現的，它用來作為連接內核數據結構的界面。

　　NTFS：微軟Windows NT內核的系列操作系統(tǒng)支持的、一個特別為網絡和磁盤配額、文件加密等管理安全特性設計的磁盤格式

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