通俗的說，計(jì)算機(jī)的文件系統(tǒng)就是一個(gè)像磁盤這樣的存儲(chǔ)設(shè)備如何存儲(chǔ)、檢索以及管理文件的方式。文件系統(tǒng)需要記錄的不僅是文件本身每一個(gè)字節(jié)，及其在存儲(chǔ)設(shè)備上的位置，還要存儲(chǔ)文件相關(guān)的信息。比如，也要存儲(chǔ)每個(gè)文件的名字、文件存放的層次結(jié)構(gòu)（目錄），還有文件的元數(shù)據(jù)，像文件的修改時(shí)間等。

雖然在linux上可以使用許多不同的文件系統(tǒng)，但是絕大多數(shù)用戶很少去關(guān)注使用哪一個(gè)，它們通常都被忽視了。選擇使用什么樣的文件系統(tǒng)視情況而定，要考慮的相關(guān)因素包括兼容性、性能、還原能力、使用的介質(zhì)、存儲(chǔ)介質(zhì)的大小和數(shù)量、特性，還有安全考慮等。

日志文件系統(tǒng)是一種特殊類型的文件系統(tǒng)，它記錄一個(gè)被稱為日志的追蹤文件。日志可以讓系統(tǒng)能夠修復(fù)在異常終止時(shí)出現(xiàn)的不一致情況。它通過追蹤之前提交到主文件系統(tǒng)的更改。在計(jì)算機(jī)非正常關(guān)機(jī)的情況下，任何數(shù)據(jù)丟失都可被重建。因此,這種文件系統(tǒng)不太可能遭受破壞，并且可以使文件系統(tǒng)快速恢復(fù)工作。

為了深入了解日志文件系統(tǒng)的使用，我們整理出一個(gè)首選列表。

現(xiàn)在，讓我們討論一下手邊的日志文件系統(tǒng)。

• ext3 許多流行的Linux發(fā)行版默認(rèn)的文件系統(tǒng)
• XFS 為高性能和大文件設(shè)計(jì)的文件系統(tǒng)
• Btrfs 校檢copy-on-write(寫入時(shí)復(fù)制)文件系統(tǒng)
• ext4 由ext3增加許多顯著特性和擴(kuò)展進(jìn)化而來的文件系統(tǒng)

ext3

ext3，或者叫第三擴(kuò)展文件系統(tǒng)，它是一個(gè)通常被用于Linux內(nèi)核的日志文件系統(tǒng)。日志功能意味著不用對(duì)fsck等待過久和擔(dān)心損壞元數(shù)據(jù)。

它是包括Debian在內(nèi)的許多流行的Linux發(fā)行版的默認(rèn)文件系統(tǒng)。ext3 最初發(fā)布時(shí)間是1999年9月。

Ext3 默認(rèn)保留了%5的可用空間，主要的原因是保證超級(jí)用戶(root)甚至在文件系統(tǒng)已滿的情況下能夠登錄。

ext3

0.9.18

價(jià)格 : 免費(fèi)下載

大小 : 13.8KB

協(xié)議 : GNU GPL

開發(fā)者 : Stephen Tweedie

網(wǎng)站 : ftp://ftp.kernel.org/

支持 : FAQ, 郵件列表

特性包括:

• 簡單，健壯，可擴(kuò)展
• 內(nèi)核和用戶空間的代碼已廣泛測(cè)試
• 在ext2上增加的特性
  • 日志 ：提高可靠性，并且異常關(guān)機(jī)后不需要檢查文件系統(tǒng)
  • 各種日志模式：日志，有序，寫回
  • 文件系統(tǒng)被重新掛載時(shí)自動(dòng)恢復(fù)
  • 所有的VFS操作（包括配額）都會(huì)記錄到日志
  • 添加數(shù)據(jù)的更新也被記錄日志
  • 在線文件系統(tǒng)的擴(kuò)容
  • 在大目錄上使用Htree索引
• 擴(kuò)展屬性塊和大量的inode
• 支持在線文件系統(tǒng)的大小調(diào)整
• 哈希索引的目錄
• 文件/設(shè)備都支持日志
• 目錄項(xiàng)中記錄文件類型
• 日志恢復(fù)依賴
• 減少塊組的備份
• 減少超級(jí)塊的備份
• 文件可大于2GiB
• 易于自ext2遷移文件系統(tǒng)，而不需要備份，恢復(fù)和格式化分區(qū)
• UNIX權(quán)限， ACL和其它的安全屬性

XFS

XFS 是一個(gè)64位的、高性能的支持文件系統(tǒng)一致性的日志文件系統(tǒng)，由Silicon Graphics公司所開發(fā)。是IRIX5.3和以后版本的默認(rèn)文件系統(tǒng)，后來又移植到Linux內(nèi)核。

XFS結(jié)合先進(jìn)的日志技術(shù)和完整的64位尋址還有可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。

XFS從Linux 2.4開始一直留在官方Linux內(nèi)核內(nèi)核樹。所有現(xiàn)代的Linux發(fā)行版都支持XFS。

XFS

價(jià)格 : 免費(fèi)下載

協(xié)議 : GNU GPL v2

開發(fā)者 : Silicon Graphics Inc.

網(wǎng)站 : http://oss.sgi.com/projects/xfs/

支持 : http://XFS.org, FAQ, 郵件列表

特性包括:

• 快速恢復(fù) - 意外中斷后，重新啟動(dòng)非常快，不受管理文件的數(shù)量影響
• 快速事務(wù) - 提供優(yōu)越的日志同時(shí)盡量減少日志在讀取和寫入數(shù)據(jù)事務(wù)時(shí)對(duì)性能的影響
• 大規(guī)模的可擴(kuò)展性 - 支持最大文件系統(tǒng)為8 EiB - 1（1024PiB - 1）
• 有效分配 - 實(shí)現(xiàn)極其復(fù)雜的空間管理技術(shù)
• 出色的帶寬占用 - 能夠提供非常接近底層的硬件本身I/O性能
• 提供日志文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)，在實(shí)際磁盤塊更新前首先寫入一個(gè)連續(xù)的日志來更新文件系統(tǒng)
• 支持文件系統(tǒng)的掛載卷增長，使文件系統(tǒng)的“凍結(jié)”和“解凍”操作支持卷級(jí)快照，并提供了一個(gè)在線的文件碎片整理工具
• 實(shí)現(xiàn)完整的日志擴(kuò)展屬性
• 支持ACL語義和在POSIX 1003.1e標(biāo)準(zhǔn)草案的接口描述
• 兼容NFS
• 使用開源的Samba服務(wù)導(dǎo)出XFS文件系統(tǒng)到Microsoft Windows系統(tǒng)
• 數(shù)據(jù)管理API（DMAPI/XDSM的）允許實(shí)施不修改內(nèi)核的分層存儲(chǔ)管理軟件
• 支持“實(shí)時(shí)子卷”的概念 - 一個(gè)獨(dú)立的區(qū)域只有文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的磁盤空間

Btrfs

Btrfs(B-樹文件系統(tǒng))是一個(gè)Linux寫入時(shí)復(fù)制(Copy on Write)文件系統(tǒng)。寫入時(shí)復(fù)制(COW)是維護(hù)數(shù)據(jù)集合的副本和使用相同數(shù)據(jù)處理多個(gè)任務(wù)時(shí)管理資源的優(yōu)化技術(shù)(譯者注:用于保留某些數(shù)據(jù)的原始副本的一種技術(shù)。在寫入操作修改數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)復(fù)制數(shù)據(jù)的原始副本)。

這個(gè)日志文件系統(tǒng)的目的是給Linux帶來更高效的存儲(chǔ)管理和更好的數(shù)據(jù)完整性功能。

Btrfs很好的實(shí)現(xiàn)了高級(jí)特性，同時(shí)保持了容錯(cuò)性、可擴(kuò)展性和可靠性。這個(gè)文件系統(tǒng)自2007年以來一直在開發(fā)，它的基礎(chǔ)代碼現(xiàn)在已經(jīng)到達(dá)了一個(gè)成熟的水平，其磁盤格式應(yīng)該不會(huì)改變。基礎(chǔ)代碼還在密集的開發(fā)中。

Btrfs 首次亮相在Linux2.6.29發(fā)布時(shí)。Btrfs可以處理多達(dá)264個(gè)字節(jié)，少了幾百特殊項(xiàng)。

Btrfs

價(jià)格 : 免費(fèi)下載

協(xié)議 : GNU GPL

開發(fā)者 : Oracle Corporation

網(wǎng)站 : http://btrfs.wiki.kernel.org

支持 : Btrfs初學(xué)者指南, 我如何使用Btrfs先進(jìn)的功能, Btrfs文件系統(tǒng)入門

選擇評(píng)論: Josef Bacik

特性包括：

• 可擴(kuò)展，64位文件系統(tǒng)能夠跨越卷提供文件，文件系統(tǒng)最大可達(dá)16EiB
• 集成了卷管理
• 在線文件系統(tǒng)的碎片整理 - 可用在卷掛載或在線時(shí)整理卷碎片
• 脫機(jī)文件系統(tǒng)檢查
• 在線卷增長和收縮
• 在線塊設(shè)備的添加和刪除
• 在線平衡(移動(dòng)對(duì)象在塊設(shè)備之間來平衡負(fù)載)
• 使用B-樹結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)類型和存儲(chǔ)在磁盤上的信息點(diǎn)
• 在線數(shù)據(jù)擦除發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和自動(dòng)修復(fù)文件冗余副本
• 延遲分配以便更好的磁盤分配
  • 空間高效的打包小文件
  • 空間高效的索引目錄
• 子卷（單獨(dú)的內(nèi)部文件系統(tǒng)root）
• 透明壓縮（zlib和LZO）
• 容易使用的可寫快照，只讀快照。在快照目錄下，快照被看做一般的目錄
• 發(fā)送/接收(以二進(jìn)制流保存快照之間的差別)
• 數(shù)據(jù)一致性:
  • 內(nèi)置RAID支持(RAID0，RAID1，RAID5，RAID6和RAID10) ?？捎糜跀?shù)據(jù)擦除，特別是RAID 1
  • 故障隔離和校驗(yàn)和算法 - 從用戶數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)故障隔離
  • 校驗(yàn)數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)（CRC- 32C） ，可以選擇關(guān)閉數(shù)據(jù)校驗(yàn)和
  • 即使在一個(gè)單一的設(shè)備，元數(shù)據(jù)被冗余存儲(chǔ)在兩個(gè)位置
  • 重建次數(shù)
  • 加密
• 文件克?。ㄔ趩蝹€(gè)文件寫入時(shí)復(fù)制，或字節(jié)范圍）
• 原地遷移ext3/4到BTRFS(支持回滾)
• 文件系統(tǒng)seeding
• SSD （閃存）識(shí)別（TRIM /丟棄報(bào)告重用的空閑塊）和優(yōu)化
• 文件條帶化，文件鏡像化，文件條帶化+鏡像化，單雙奇偶校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)條帶化
• 每個(gè)子卷分層配額
• 基于擴(kuò)展的文件存儲(chǔ)
• 提供了用戶最低限度的調(diào)整，以防范濫用

ext4

ext4，也叫做第四擴(kuò)展文件系統(tǒng)，是一個(gè)由ext3演變而來的Linux日志文件系統(tǒng)。它在Linux內(nèi)核2.6.28很穩(wěn)定。

ext4的增加了許多重要特性 ： 一個(gè)單一的連續(xù)塊的描述符，而不是傳統(tǒng)的ext2和ext3所使用的塊映射體系。這是一個(gè)表示大文件的有效方式，更高效的CPU 利用和更少的元數(shù)據(jù)的輸入輸出(I/O)。這也使文件系統(tǒng)檢查更快，更加有利的于文件系統(tǒng)規(guī)模的增長。

ext4

價(jià)格 : 免費(fèi)下載

協(xié)議 : GNU GPL

開發(fā)者 :Mingming Cao, Andreas Dilger, Alex Zhuravlev (Tomas), Dave Kleikamp, Theodore Ts'o, Eric Sandeen, others

網(wǎng)站 : http://ext4.wiki.kernel.org

支持 : Wiki, FAQ, 內(nèi)核新手

特性包括:

• 擴(kuò)展屬性塊和大量的inode
• 基于擴(kuò)展的磁盤格式
• 在線碎片整理
• 在線文件系統(tǒng)的大小預(yù)先調(diào)整
• 哈希索引目錄
• 文件/設(shè)備都記錄日志
• 目錄項(xiàng)中記錄文件類型
• 使用日志恢復(fù)
• 文件分配擴(kuò)展格式
• 支持超過232個(gè)文件系統(tǒng)塊
• 靈活的塊組元數(shù)據(jù)的位置
• 減少塊組的備份
• 減少超級(jí)塊的備份
• 文件可大于2GiB
• 組描述符校驗(yàn)和稀疏inode表
• 超過32000個(gè)子目錄
• inode特性
  • 更多的inode
  • inode的預(yù)訂
  • 納秒級(jí)時(shí)間戳和創(chuàng)建時(shí)間
• 文件可大于2TiB
• 日志校驗(yàn) - 可以校驗(yàn)日志數(shù)據(jù)來判斷日志塊是否發(fā)生故障或損壞
• 可以選擇關(guān)閉日志
• 持久預(yù)分配
• 向后兼容ext2和ext3
• 分配方案：
  • 持久預(yù)分配
  • 延遲分配
  • 多塊分配
  • 條塊化感知分配
• 擴(kuò)展屬性
• 配額日志
• 實(shí)現(xiàn) discard/TRIM(譯者注:任務(wù)相關(guān)教學(xué)法)

via: http://www.linuxlinks.com/article/20130927180305497/JournalingFileSystems.html