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2023-11-18
在Linux操作系統(tǒng)中，EXT3和EXT4文件系統(tǒng)關(guān)系到數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率、安全性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著技術(shù)的進(jìn)步和需求的變化，EXT4逐漸取代了EXT3成為主流的文件系統(tǒng)。那么，EXT3和EXT4文件系統(tǒng)到底有哪些核心的區(qū)別？
一、EXT3文件系統(tǒng)
EXT3是第三代擴(kuò)展文件系統(tǒng)，與其前身EXT2（索引式）相比，EXT3的最顯著特點(diǎn)是采用了日志功能，也稱為日志式文件系統(tǒng)。這意味著它在進(jìn)行任何文件系統(tǒng)更改之前，會(huì)先將這些更改記錄在一個(gè)專門的日志中。這樣的設(shè)計(jì)決策顯著提高了文件系統(tǒng)的穩(wěn)定性：在意外斷電或系統(tǒng)崩潰的情況下，通過(guò)讀取并應(yīng)用這個(gè)日志，EXT3可以迅速地恢復(fù)到一個(gè)一致的狀態(tài)，大大減少了數(shù)據(jù)丟失或損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
二、EXT4文件系統(tǒng)
EXT4是第四代擴(kuò)展文件系統(tǒng)，它繼承了EXT3的日志功能，并在此基礎(chǔ)上加入了眾多改進(jìn)和新特性，使其在性能和穩(wěn)定性上都有所提升。以下是關(guān)于EXT4文件系統(tǒng)的一些介紹：
1、持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步
與EXT3相比，EXT4的最大亮點(diǎn)是其技術(shù)上的進(jìn)步。雖然它保持了日志文件系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)，但通過(guò)新技術(shù)和算法，它優(yōu)化了存儲(chǔ)效率、減少了文件碎片化，還增強(qiáng)了數(shù)據(jù)完整性和文件系統(tǒng)的整體性能。
2、文件和文件系統(tǒng)的容量增強(qiáng)
EXT4支持的單一文件最大大小擴(kuò)展至1EB（Exabyte），遠(yuǎn)超EXT3的2TB限制。文件系統(tǒng)的最大容量也擴(kuò)展至1EB。這為大型存儲(chǔ)需求和未來(lái)技術(shù)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3、先進(jìn)的碎片管理
EXT4引入了延遲分配技術(shù)，這有助于減少數(shù)據(jù)的碎片化。此外，它還使用了extents，這是一種新的文件存儲(chǔ)方法，替代了傳統(tǒng)的塊映射方法，有效地減少了碎片并提高了存儲(chǔ)效率。
4、向下兼容性
EXT4與EXT3具有向下兼容性，這意味著用戶可以無(wú)縫地從EXT3升級(jí)到EXT4。但需要注意的是，雖然升級(jí)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，但從EXT4回退到EXT3則需要對(duì)文件系統(tǒng)進(jìn)行格式化。
5、其他改進(jìn)和特性
EXT4還引入了其他多種優(yōu)化和特性，如持久預(yù)分配技術(shù)，它允許為文件預(yù)先分配空間，這在視頻流和大型數(shù)據(jù)庫(kù)中尤為有用。更大的塊大小，更長(zhǎng)的文件名支持，以及更快的文件刪除速度都是EXT4的亮點(diǎn)。
三、EXT3與EXT4核心技術(shù)的差異
1、日志功能：雖然EXT3引入了日志功能，但EXT4在這方面做了優(yōu)化，提供了更多的日志模式，包括有序、寫回和數(shù)據(jù)日志模式，給用戶更多的選擇空間。
2、文件與文件系統(tǒng)大小：在EXT3中，最大文件大小為2TB，而EXT4將這一數(shù)字增加到了1EB（約為1億TB）。同時(shí)，EXT3文件系統(tǒng)的最大支持容量為16TB，而EXT4支持高達(dá)1EB。
3、子目錄的數(shù)量：EXT3在單個(gè)目錄下支持的子目錄數(shù)量最多為32,000個(gè)。而在EXT4中，這一限制被取消了。
4、碎片處理：EXT4引入了兩大特性：延遲分配和EXTents，這兩者共同作用大大減少了文件系統(tǒng)的碎片化，提高了存儲(chǔ)效率和讀寫性能。
5、兼容性：EXT4考慮到了向后兼容性。這意味著用戶可以無(wú)損地從EXT3升級(jí)到EXT4，但反過(guò)來(lái)則需要對(duì)文件系統(tǒng)進(jìn)行格式化。
6、容錯(cuò)性：EXT4引入了一種稱為日志校驗(yàn)和（journal checksums）的機(jī)制，用于檢測(cè)和修復(fù)存儲(chǔ)介質(zhì)上的位錯(cuò)誤。這提高了文件系統(tǒng)的容錯(cuò)性，減少了數(shù)據(jù)損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
7、磁盤檢查速度：由于各種設(shè)計(jì)優(yōu)化，EXT4的磁盤檢查速度比EXT3要快得多，這對(duì)于管理員來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的利好，特別是在維護(hù)大型存儲(chǔ)陣列時(shí)。
Ext家族是Linux支持度最廣、最完整的文件系統(tǒng)，當(dāng)我們格式化磁盤后，就已經(jīng)為我們規(guī)劃好了所有的inode/block/metadate等數(shù)據(jù)，這樣系統(tǒng)可以直接使用，不需要再進(jìn)行動(dòng)態(tài)的配置，這也是它最優(yōu)秀的特點(diǎn)，不過(guò)這也是它最顯著的缺點(diǎn)，磁盤容量越大，格式化越慢，centos7.x已經(jīng)選用xfs作為默認(rèn)文件系統(tǒng)，xfs是一種適合大容量磁盤和處理巨型文件的文件系統(tǒng)。
