Описать файловые системы ext2 ext3 ext4 linux

Information Security Squad

stay tune stay secure

🗂️ Что такое Ext2, Ext3 и Ext4 и как создавать и конвертировать файловые системы Linux

Я использовал мою старую систему Fedora для тестирования, где я успешно преобразовал файловые системы из ext2 в ext3, из ext2 в ext4 и из ext3 в ext4 .

После изучения этого руководства, любой может научиться грамотно преобразовать свои файловые системы, но, тем не менее, я хотел бы ПРЕДУПРЕДИТЬ вас, так как для выполнения этой задачи потребовались админиские действия и вы должны сделать резервную копию своих файлов, прежде чем начать делать это.

Если что-то пойдет не так, по крайней мере, вы можете вернуться на резервные данные.

В компьютере файловая система — это способ, благодаря которому файлы именуются и размещаются логически для хранения, извлечения и обновления данных, а также используются для управления пространством на доступных устройствах.

• Файловая система Ext2 была представлена в 1993 году и была разработана Remy Card. Это была первая файловая система по умолчанию в нескольких дистрибутивах Linux, таких как RedHat и Debian.
• Она должна была преодолеть ограничения устаревшей файловой системы Ext.
• Максимальный размер файла составляет 16 ГБ — 2 ТБ.
• Функция ведения журнала недоступна.
• Она используется на обычных флэш-накопителях, таких как USB-накопитель, SD-карта и т. д.

• Файловая система Ext3 была представлена в 2001 году и была интегрирована в ядро 2.4.15 с функцией логирования, которая повышает надежность и устраняет необходимость проверять файловую систему после некорректного завершения работы.
• Максимальный размер файла 16 ГБ — 2 ТБ.
• Обеспечивает возможность обновления с файловых систем Ext2 до Ext3 без резервного копирования и восстановления данных.

• Ext4, долгожданный преемник Ext3.
• В октябре 2008 года Ext4 добавлен в ядре 2.6.28, которое содержит файловую систему Ext4.
• Обратная совместимость.
• Максимальный размер файла от 16 ГБ до 16 ТБ.
• Файловая система Ext4 имеет возможность отключить функцию ведения журнала.
• Другие функции, такие как масштабируемость подкаталогов, многоблочное распределение, отложенное распределение, быстрый FSCK и т. д.

Как определить тип файловой системы?

Чтобы определить тип файловой системы Linux, выполните следующую команду в терминале от имени пользователя root.

Создание файловых систем Ext2, Ext3 или Ext4.

Как только вы создадите файловую систему с помощью команды fdisk или parted, используйте команду mke2fs для создания любой файловой системы и убедитесь, что вы заменили hdXX именем вашего устройства.

Создание файловой системы Ext2

Создание файловой системы Ext3

Создание файловой системы Ext4

Преобразование файловых систем Ext2, Ext3 или Ext4

Рекомендуется размонтировать файловую систему перед конвертированием.

Конвертирование может быть сделано и без размонтирования файловой системы. Снова замените hdXX на имя вашего устройства.

Конвертирование Ext2 в Ext3

Чтобы изменить файловую систему ext2 на ext3, включающую функцию журнала, используйте команду.

Конвертирование Ext2 в Ext4

Преобразуем старую файловою систему ext2 в новую файловую систему ext4 с новейшей функцией логов.

Запустите следующую команду.

Затем выполните полную проверку файловой системы с помощью команды e2fsck, чтобы исправить ошибки.

• -p автоматически восстанавливает файловую систему.
• -f опция принудительной проверки файловой системы, даже если она кажется чистой.

Конвертирование Ext3 в Ext4

Чтобы включить функции ext4 в существующей файловой системе ext3, используйте команду.

ВНИМАНИЕ: Вы не можете вернуться или смонтировать обратно в файловую систему ext3 после выполнения команды, показанной выше.

После выполнения этой команды мы ДОЛЖНЫ запустить fsck, чтобы исправить некоторые структуры на диске, которые изменил tune2fs.

Источник

Типы файловых систем Linux и их особенности

Отличительными особенностями является скорость работы с файлами, безопасность и параметры (такие как размер блока), существующие по умолчанию и задаваемые при создании FS. Возможно, самой важной характеристикой является наличие журнала. В системный журнал записываются данные или метаданные (только заголовки) по которым информацию можно восстановить в случае сбоя.

Файловая система может создаваться на любом устройстве: на диске или системной партиции.

Файловая система EXT2

EXT2 является в настоящее время устаревшей файловой системой, которая практически не используется в современных инсталяциях. основной недостаток — отсутствие журналирования что, соответственно, делает невозможным восстановление данных в случае сбоя. По прежнему применяется на портативных носителях информации, таких как USB. Журнал для них не требуется, поскольку занимает определенное пространство.

Также гарантирует максимальную скорость работы.

• для EXT2 максимальный размер файла -2 TB
• максимальный размер всех файлов — 32 TB

Файловая система EXT3

Вытеснила EXT2, главной особенностью является появление журнала, является полностью обратно совместимой с EXT2 (EXT2 можно свободно конвертировать в EXT3). Сейчас встречается также редко, практически всегда используется EXT4.

Журнал — специальная область в памяти, в которую записывается информация обо всех изменениях

• для EXT3 максимальный размер файла -2 TB
• максимальный размер всех файлов — 32 TB
• в каждом каталоге может быть до 32 000 подкаталогов

При журналировании может быть три опции (указываются при создании файловой системы):

• journal – в журнал метаданные, а также сама информация
• ordered – опция по умолчанию, сохраняются только метаданные и после записи на диск
• writeback – также сохраняются только метаданные, можно выбрать сохранять их до записи на диск или после

Файловая система EXT4

Современная версия extended file system, чаще всего применяется именно она

• максимальный размер файла -2 TB 16 TB
• максимальный размер всех файлов — 1 EB (exabyte). 1 EB = 1024 PB (petabyte). 1 PB = 1024 TB (terabyte).
• в каждом каталоге может быть до 64 000 подкаталогов

В EXT4 ведение журнала можно выключить установив опцию data при монтировании в off

EXT как основная файловая система Linux и практика работы

Файловая система создается командой mk2fs

Нужная опция журналирования указывается при монтировании, например:

mount /dev/vdc /mnt/1 -t ext3 -o data=journal

Конвертирование из EXT2 Eв XT3

ReiserFS

ReiserFS (и современная реализация Reiser4 с поддержкой SELinux) отличается хорошей производительностью и очень продуктивна — особенно при работе с большим количеством мелких файлов. ReiserFS не выделяет inode-ы для каждого мелкого файла обрабатывая их вместе, также ReiserFS использует журнал с несколькими доступными опциями. В настоящее время файловая система поддерживается разработчиками из России.

Создать FS для устройства можно командой

XFS – журналируемая файловая система. Использует оперативную память для хранения информации, поэтому возможны потери данных — например, при отключении электропитания.

Чтобы использовать XFS в Ubuntu потребуется установить пакеты xfsprogs и xfsdump

Файловая система Linux, также существующая в Windows среде. Используется когда нужно организовать совместный досутп к определенным дискам и разделам клиентов с разными ОС. В других случаях использовать не рекомендуется поскольку при работе в Linux возможны сложности.

Читайте также про монтирование устройств и каталогов к каталогам, при обоих нужно указывать тип файловой системы если он не был задан заранее.

Источник

Linux: файловые системы — краткий обзор и сравнение

Перевод поста HTG Explains: Which Linux File System Should You Choose? (2010 год) с некоторыми дополнениями и уточнениями.

Журналирование

Прежде, чем говорить о файловых системах — давайте кратко рассмотрим понятие «журналирование«.

Журналирование в том или ином виде применяется практически во всех современных файловых системах.

Журналирование используется только при операциях записи на диск, и является своеобразным буфером для всех таких операций. Этот подход помогает решить проблемы, которые возникают во время операции записи на диск, при которых компьютер выключается, например — из-за отключения электричества. Без журналирования в таких случаях невозможно выяснить — какие файлы были записаны — а какие не были или были записаны частично.

При использовании журналирования — файл сначала записывается в журнал (или «лог»). После этого — файл записывается на жесткий диск а потом удаляется из журнала, после чего операция записи считается завершённой. Если во время записи выключилось питание — то после включения системы файловая система может проверить журнал, и найти незавершённые операции.

Самая главная проблема при использовании журналирования — это то, что для её использования требуются дополнительные ресурсы системы. Для того, что бы уменьшить такие накладные расходы — журналируемые файловые системы пишут в журнал не весь файл целиком — а только определённые метаданные.

Файловые системы Ext

Ext означает «Extended» (расширенная) файловая система, и она являлась первой, которая была разработана специально для Linux-систем. Всего на сегодняшний день существует 4 файловые системы Ext . Самая первая из них — просто Ext — являлась серьёзным обновлением ФС ОС Minix.

Характеристики Ext :

• максимальный размер файла: 2GB;
• максимальный размер раздела: 2GB;
• максимальный размер имени 255 символов.

Разработчик — Rémy Card , а первая версия появилась в 1992 году.

Мы не будем её рассматривать, т.к. скорее всего вы уже никогда с ней не столкнётесь.

Ext2 — не журналируемая ФС, выпущенная в 1993 году, основная задача для которой была поддержка устройств размером до 2 Террабайт. Т.к. у Ext2 нет журналирования — она выполняет намного меньше операций записи на диск, что сказывается на быстродействии и области её применения.

• максимальный размер файла: 16GB — 2TB;
• максимальный размер раздела: 2 — 32 TB;
• максимальный размер имени 255 символов.

Рекомендации по использованию:

• в силу низкого количества операций записи-удаления данных — является идеальной для различных флеш-накопителей;
• в то же время современные SSD-диски имеют улучшенные показатели их жизненного цикла (изноустойчивости элементов накопителя) и некоторые другие особенности, которые нивелируют недостатки Ext2 как не журналируемой ФС.

Ext3 — появилась в 2001 году, вместе с выпуском Linux Kernel 2.4.15. Фактически является той же Ext2 , но с поддержкой журналирования. Основной целью Ext3 была возможность её обратной совместимости с Ext2 без необходимости переформатирвоания разделов. К преимуществам же можно отнести тот факт, что большая часть тестирования, багфиксов и т.д. для Ext3 была то же, что и в Ext2 , что сделало Ext3 более стабильной и быстрой ФС.

• максимальный размер файла: 16GB — 2TB (в зависимости от размера блока);
• максимальный размер раздела: 2 — 32 TB (в зависимости от размера блока);
• максимальный размер имени файла: 255 символов.

Рекомендации по использованию:

• подходит, если у вас используется Ext2 , и вы хотите исподьзовать журналирование;
• в силу своей производительности и стабильности — вероятно, будет наиболее подходящей ФС для серверов баз данных;
• возможно не лучший выбор для серверов, т.к. не поддерживает создание снимков (shapshot) ФС и сложностей с восстановлением удалённых файлов.

Ext4 — как и Ext3 имеет обратную совместимость с предыдущими версиями ФС. Собственно говоря, вы можете смонтировать Ext2 или Ext3 как Ext4 -и при определённых условиях добиться большей производительности. Вы так же можете смонтировать Ext4 как Ext3 без каких-либо побочных эффектов.

Ext4 — стабильная версия была выпущена в 2008 году. Является первой ФС из «семейства» Ext , использующая механизм « extent file system «, который позволяет добиться меньшей фрагментации файлов и увеличить общую производительность файловой системы. Кроме того — в Ext4 реализован механизм отложенной записи ( delayed allocation — delalloc ), который так же уменьшает фрагментацию диска и снижает нагрузку на CPU. С другой стороны — хотя механизм отложенной записи и используется во многих ФС — но в силу сложности своей реализации он повышает вероятность утери данных. См. тут>>> для более подробной информации.

• максимальный размер файла: 16 TB;
• максимальный размер раздела: 16 TB;
• максимальный размер имени файла: 255 символов.

Рекомендации по использованию:

• наилучший выбор для SSD;
• наилучшая производительность по сравнению с предыдущими Etx-системами;
• она так же отлично подходит в качестве файловой системы для серверов баз данных, хотя сама система и моложе Ext3 .

BtrFS

BtrFS — разработана компание Oracle в 2007 году. По своей схеме схожа с ReiserFS , основной принцип её работы — это т.н. В-дерево . BtrFS позволяет динамически выделять inode, создавать снимки ФС во время её работы, выполнять прозрачную компрессию файлов и делать дефрагментацию в рабочем режиме.

Хотя стабильная версия BtrFS ещё не включена в большинство дистрибутивов Linux (на сегодняшний день, судя по этому>>> посту — только SUSE и Oracle Linux ) — она вполне может заменить Ext3/4 в обозримом будущем и уже предоставляет возможности по конвертации Ext3/4 в BtrFS . Кроме того, стоит упомянуть, что один из разработчиков Ext , Theodore Ts’o , сказал, что « BtrFS — это шаг в будущее».

• максимальный размер файла: 16 EB ( Exabyte );
• максимальный размер раздела: 16 EB;
• максимальный размер имени файла: 255 символов.

Рекомендации по использованию:

• в силу производительности, снимкам и другим возможностям — BtrFS является отличной файловой системой для сервера;
• Oracle так же разрабатывает замену для NFS и CIFS, которая называется CRFS и которая призвана улучшить производительность для файловых хранилищ с BtrFS ;
• тесты производительности показали отставание BtrFS от Ext4 на твердотельных носителях, таких как SSD и при операциях со сравнительно небольшими файлами:

ReizerFS

ReizerFS — представленная в 2001 году реализовала в себе многие возможности, которые никогда не смогут быть реализованы в Ext *. В 2004 на замену ReizerFS была выпущена ФС Reizer4 .

В то же время — разработка Reizer4 продвигается очень медленно, и до сих пор имеет ограниченную поддержку (?) в ядре Linux. В настоящее время реально доступной для использования остаётся только ReiserFS .

• максимальный размер файла: 1 EB ( Exabyte );
• максимальный размер раздела: 16 TB;
• максимальный размер имени файла: 4032 байт, но ограничено до 255 символов Linux VFS .

Рекомендации по использованию:

• отличная производительность при работе с небольшими файлами, такими как файлы логов и отлично подойдёт для серверов баз данных или почтовых серверов;
• ReiserFS хорошо поддаётся увеличению размера тома — но не поддерживает его уменьшение и шифрование на уровне ФС;
• будущее Reiser4 пока остаётся под вопросом и пока BtrFS остаётся предпочтительным (?) выбором между этими двумя ФС.

ZFS — стоит упомянуть тут, т.к. она так же разрабатывалась компание Oracle и имеет возможности, схожие с BtrFS и ReizerFS . Она так же стала весьма известна после того, как компания Apple заявила о намерении использовать её в качестве ФС по умолчанию. Первый релиз ZFS состоялся в 2005 году.

В силу ограничений из-за лицензии — ZFS не может быть включена в ядро Linux, однако её поддержка возможна с помощью механизма Linux’s Filesystem in Userspace (FUSE).

• максимальный размер файла: 16 EB ( Exabyte );
• максимальный размер раздела: 256 ZiB (Zebibyte);
• максимальный размер имени файла: 255 байт.

Рекомендации по использованию:

• показыавет отличную производительность при работе с большими дисковыми массивами;
• поддерживает возможности по объединению дисков в массивы, созданию снимков ФС, и работе со «расслоённым отображением» ( dynamic disk striping) данных;
• возможны сложности при попытке установки и использования в Linux-системах, в силу необходимости использования FUSE.

Swap — не является файловой системой вообще. Файл или раздел со swap -ом используется системой виртуальной памяти ядра и не имеет структуры файловой системы вообще. Её нельзя примонтировать и считать с неё данные, т.к. swap используется исключительно ядром Linux для записи страниц памяти не диск. Как правило — swap используется только в том случае, когда ОС испытывает недостаток в свободной RAM и «сбрасывает» часть данных из памяти в swap для её освобождения.

Источник