3 文件系统

⽂件系统类型（ext4、ntfs）Linux1、Linux：存在⼏⼗个⽂件系统类型：ext2，ext3，ext4，xfs，brtfs，zfs（man 5 fs可以取得全部⽂件系统的介绍）不同⽂件系统采⽤不同的⽅法来管理磁盘空间，各有优劣；⽂件系统是具体到分区的，所以格式化针对的是分区，分区格式化是指采⽤指定的⽂件系统类型对分区空间进⾏登记、索引并建⽴相应的管理表格的过程。

ext2具有极快的速度和极⼩的CPU占⽤率，可⽤于硬盘和移动存储设备ext3增加⽇志功能，可回溯追踪ext4⽇志式⽂件系统，⽀持1EB（1024*1024TB），最⼤单⽂件16TB，⽀持连续写⼊可减少⽂件碎⽚。

rhel6默认⽂件系统xfs可以管理500T的硬盘。

rhel7默认⽂件系统brtfs⽂件系统针对固态盘做优化，zfs更新？注：EXT（Extended file system）是延伸⽂件系统、扩展⽂件系统，ext1于1992年4⽉发表，是为linux核⼼所做的第⼀个⽂件系统。

格式化命令：mkfs -t <⽂件系统类型> <分区设备⽂件名> mkfs.xfs /dev/sdb1man 5 fs可以取得全部⽂件系统的简要介绍最⼤⽀持⽂件等信息？windowsFAT16：MS—DOS和win95采⽤的磁盘分区格式，采⽤16位的⽂件分配表，只⽀持2GB的磁盘分区，最⼤单⽂件2GB，且磁盘利⽤率低FAT32：（即Vfat）采⽤32位的⽂件分配表，⽀持最⼤分区128GB，最⼤⽂件4GBNTFS：⽀持最⼤分区2TB，最⼤⽂件2TB，安全性和稳定性⾮常好，不易出现⽂件碎⽚。

其他RAMFS：内存⽂件系统ISO 9660：光盘NFS：⽹络⽂件系统SMBAFS/CIFS：⽀持Samba协议的⽹络⽂件系统Linux swap：交换分区，⽤以提供虚拟内存。

几种文件系统的原理与对比文件系统是计算机存储管理的一种重要方式，它负责组织和管理计算机文件的存储、命名、访问和保护等操作。

不同的文件系统采用了不同的策略和原理来管理文件的组织和存储，下面将对几种常见的文件系统原理与对比进行详细介绍。

1. FAT文件系统（File Allocation Table）FAT文件系统是最早使用的文件系统之一，它采用了FAT表的概念来管理磁盘上的文件。

在FAT表中，每个文件都分配了一个表项来记录其存储位置信息。

FAT文件系统的优点是简单易用，对于小型存储介质和嵌入式设备较为合适；缺点是文件系统效率低下，不适用于大容量存储设备。

2. NTFS文件系统（New Technology File System）NTFS文件系统是微软开发的，用于Windows操作系统的文件系统，它采用了B+树的索引方式来管理文件。

NTFS的优点在于支持大容量存储设备，具有更高的效率和更好的稳定性，同时支持文件加密、压缩和访问控制等高级功能。

3. EXT文件系统（Extended File System）EXT文件系统是Unix和Linux操作系统常用的文件系统，目前已经发展到EXT4版本。

EXT文件系统使用了索引节点（Inode）的概念来管理文件，每个文件都有一个索引节点，记录了文件的属性和数据块的地址信息。

EXT4文件系统在性能、兼容性和可靠性方面有了很大的改进，支持更大的文件和更高的性能。

4. HFS+文件系统（Hierarchical File System Plus）HFS+文件系统是苹果公司开发的文件系统，用于Macintosh电脑的操作系统。

HFS+文件系统支持大文件和Unicode编码，并且具有日志功能来提高文件系统的可靠性。

HFS+文件系统是一种面向大容量存储的文件系统，适用于苹果设备的特定要求。

在对比几种文件系统时，可以从以下几个方面进行比较：1.空间管理：文件系统应能有效地管理存储设备的空间，提供高效的存储分配和回收策略。

以下是对ext3文件系统默认簇大小的分析：
簇大小是文件系统中用于存储数据的最小单元大小。

在ext3文件系统中，默认的簇大小是根据文件系统的性能和磁盘空间的使用情况来设置的。

默认情况下，ext3文件系统的簇大小为4KB。

簇大小对文件系统的性能和磁盘使用情况有重要影响。

如果簇大小设置得过大，会浪费磁盘空间，因为不是所有的簇都会被实际使用。

相反，如果簇大小设置得过小，会降低文件系统的性能，因为需要更多的I/O操作来读取和写入数据。

在ext3文件系统中，默认的簇大小是由系统配置参数决定的，这些参数是在创建文件系统时设置的。

在大多数情况下，ext3文件系统的簇大小是合理的，能够满足大多数应用的需求。

然而，在某些特殊情况下，如需要优化磁盘使用或提高文件系统性能时，可以调整簇大小。

要调整ext3文件系统的簇大小，需要编辑ext3文件系统的元数据目录中的fs.block_size参数。

这个参数的值决定了簇的大小，可以通过修改它来改变簇的大小。

需要注意的是，调整簇大小可能会影响文件系统的性能和磁盘使用情况，因此在进行更改之前，应该仔细评估当前的情况和需求。

总的来说，默认的ext3文件系统簇大小是在综合考虑了性能和磁盘使用情况后设置的。

在大多数情况下，默认的簇大小可以满足需求。

然而，在某些特殊情况下，如需要优化磁盘使用或提高文件系统性能时，可以调整簇大小。

在进行更改之前，应该仔细评估当前的情况和需求。

如果您需要了解更多关于ext3文件系统的详细信息，可以参考相关文档和资料。

EXT3文件系统EXT2和EXT3是许多Linux操作系统发行版本的默认文件系统。

EXT基于UFS，是一种快速、稳定的文件系统。

随着Linux系统在关键业务中的应用，Linux文件系统的弱点也渐渐显露出来了；其中EXT2文件系统是非日志式文件系统，这在关键行业的应用是一个致命的弱点，EXT3文件系统弥补了这一缺点。

EXT3文件系统是直接从EXT2文件系统发展而来，目前EXT3文件系统已经非常稳定可靠。

它完全兼容EXT2文件系统。

用户可以平滑地过渡到一个日志功能健全的文件系统中来。

这实际上了也是EXT3日志文件系统初始设计的初衷。

Ext3文件系统属于一种日志文件系统，是对Ext2系统的扩展。

Ext3系统兼容Ext2文件系统，二者之间的相互转换并不复杂。

Ext2是 GNU/Linux 系统中标准的文件系统，其簇快取层的优良设计使得Ext2系统存取文件的性能非常好，尤其是针对中小型的文件更显优势。

Ext3是一种日志式文件系统，日志文件系统比传统的文件系统安全，因为它用独立的日志文件跟踪磁盘内容的变化。

就像关系型数据库（RDBMS），日志文件系统可以用事务处理的方式，提交或撤消文件系统的变化。

由于文件系统都有快取层参与运作，不使用时必须将文件系统卸下，以便将快取层的资料写回磁盘中。

因此每当系统要关机时，必须将其所有的文件系统全部关闭后才能进行关机。

如果在文件系统尚未关闭前就关机 (如停电) 时，下次重开机后会造成文件系统的资料不一致，故（所以）这时必须做文件系统的重整工作，将不一致与错误的地方修复。

然而这一重整的工作是相当耗时的，特别是容量大的文件系统，而且也不能百分之百保证所有的资料都不会流失。

为了克服此问题，使用（便出现了）所谓的日志式文件系统 (Journal File System) 。

此类文件系统最大的特色是，它会将整个磁盘的写入动作完整记录在磁盘的某个区域上，以便有需要时可以回溯追踪。

由于资料的写入动作包含许多的细节，如改变文件标头资料、搜寻磁盘可写入空间、一个个写入资料区段等等，每一个细节进行到一半若被中断，就会造成文件系统的不一致，因而需要重整。

解释什么是文件系统并介绍一下常见的文件系统文件系统是计算机系统中用来管理和组织计算机存储设备上文件和目录的一种机制。

它通过一系列的算法和数据结构将文件和目录组织在存储设备上，并提供访问、读写、修改、删除等操作。

文件系统可以是硬件依赖的，也可以是独立于硬件的，在不同的操作系统中也可能有不同的实现方式。

一、文件系统的概念和作用文件系统是操作系统中的一个重要组成部分，它为用户和程序提供了一个统一的接口，使得用户能够方便地管理自己的文件和数据。

文件系统通过文件名、路径和索引等方式来唯一标识和定位文件，使得用户能够按照自己的需求轻松地组织和管理文件。

文件系统的作用主要有以下几个方面：1. 存储管理：文件系统负责将文件和目录存储在物理设备上，并管理存储空间的分配和释放，确保文件的完整性和可靠性。

2. 访问控制：文件系统通过对文件和目录的权限设置和访问控制列表，保护用户的数据安全，确保只有被授权的用户能够访问和修改文件。

3. 文件组织：文件系统提供了一种逻辑上的文件组织方式，如目录树结构、文件扩展名等，使得用户能够按照自己的需求进行文件的分类和组织。

4. 文件操作：文件系统提供了一系列的文件操作接口，如打开、关闭、读写、删除等，方便用户对文件进行各种操作。

二、常见的文件系统类型1. FAT文件系统：FAT（File Allocation Table）文件系统是由微软开发的一种常见的文件系统类型。

它包括FAT12、FAT16和FAT32等多个版本，主要用于MS-DOS、Windows 95/98、Windows ME等操作系统中。

FAT文件系统采用了简单的文件分配表来管理磁盘上的文件和空闲空间，具有兼容性好、速度快的特点，但对单个文件的最大大小和文件名的长度有一定限制。

2. NTFS文件系统：NTFS（New Technology File System）文件系统是微软开发的一种高级文件系统类型，用于Windows NT系列、Windows 2000/XP/7/8/10等操作系统中。

Linux ext3在Red Hat Linux 7.2版中，Red Hat首次支持了日志文件系统的ext3文件系统。

该文件系统是在ext2文件系统的基础上进行了改进，是使用了日志功能的ext2文件系统加强版。

ext3文件系统为ext2文件系统共享了所的磁盘设备，并添加了向ext2文件系统转换的能力。

ext3基于ext2的代码，所以它的磁盘格式和ext2的相同，这意味着一个干净卸载的ext3文件系统可以作将ext2文件系统毫无问题地重新挂装。

ext3文件系统和ext2文件系统都使用相同的元数据，因而有可能执行ext2文件系统到ext3文件系统的现场升级，从ext2文件系统升级到ext3只需要短短的几分钟。

1．日志（Journaling）日志块设备层（JBD，Journaling block device layer）完成ext3文件系统日志功能。

JBD不是ext3文件系统所特有的，它的设计目标是为了向一个块设备添加日志功能。

当一个修改执行时，ext3文件系统代码将通知JBD，称为一个事务（transaction）。

如果在事务执行时突然断电或出现其他情况导致事务终止，日志功能具有的重放功能，能重新执行中断的事务。

日志中有三种数据模式：第一种模式：data=writeback。

在这种模式里ext3文件系统根本不处理任何形式的日志数据（如XFS、JFS和ReiserFS）。

尽管事实上它提供有限的数据完整性并能摧毁用户最近修改的文件，但这种模式能给用户整体上的最高性能。

第二种模式：data=ordered，在这种模式下ext3文件系统只记录元数据日志，但它将元数据和数据分组成一个单元称为事务（transaction）。

这种模式保持数据的可靠性与文件系统一致性，这意味着在系统崩溃后，用户不会在新近写入的文件中看到任何垃圾数据。

总体来说这种模式的性能远远低于data=writeback模式，但却比data=journal模式快很多。

文件系统btrfs ext3ext4jfs reiserfs reiser4xfs ntfs zfs 最大卷容量16 EB32 TB 1 EB (16TB)32 PB16 TB??16 EB256 TB16 EB 最大文件容量16 EB 2 TB16 TB 4 PB8TB8TB8 EB16 TB16 EB目录结构 B tree list/tree list/Htree B tree B+ tree dancing B*tree B+ tree B+ treehashtable文件分配extents bitmap/table bitmap/extents bitmap/extents bitmap??extents bitmap?? ACLS Yes Yes Yes Yes No No Yes ACLS only Yes checksum Yes No journal No No No No No Yes 透明压缩Yes No No No No Plugin No Yes Yes 透明加密No No No No No Plugin No Yes Yes online defrag Yes No Yes Yes No Yes Yes Yes Yesshrink Yes Yes Yes No Offlineresize Offline No Yes No全填充速率全填充利用率0.89450.90650.90470.99590.99270.9918大文件效率14.67617.43510.725513.749314.31912.7093大文件删除 2.693 5.262 2.4220.037 1.8020.296小文件效率9.949 5.131 2.786640.94913.6058.978小文件删除 6.73710.7227 1.3916.116 2.756 5.653循环列文件0.1240.0890.0020.0940.190.099大文件read204620619314511946598200391215377521970242大文件write1279625565960926461962617446841812466大文件rndread201277119262871934420198527314901991976056大文件rndwrite138040411870101294689144601113082101384804小文件read237589329348153019732270843725593712236197小文件write926602526469681710844237395810939536小文件rndread332464735445662702282373755140455752666753小文件rndwrite91027715259701244240191075617903931311261以上数据，在公司的debian testing上测定。

文件系统概述文件系统是计算机用于存储、组织和管理文件及其相关信息的一种软件部分。

它是操作系统的重要组成部分，负责管理计算机中的文件和目录，并提供对文件的操作和访问。

本文将对文件系统的概念、功能和常见类型进行概述，以及它们在计算机中的重要性。

一、文件系统的概念文件系统是一种逻辑概念，用于组织和管理计算机中的文件和目录。

它定义了文件和目录的层次结构，并提供了对它们的操作和访问方式。

文件系统通过使用文件系统元数据（如文件名、大小、创建日期等）来维护文件和目录的相关信息。

文件系统还提供了文件的存储和检索功能。

它将文件分为若干物理块或簇，并记录文件与物理存储介质上的映射关系。

通过文件系统，用户可以通过文件名或路径来方便地定位和访问文件，而不需要了解它们在存储介质上具体的存储结构。

二、文件系统的功能1. 存储管理：文件系统负责将文件存储在物理存储介质上，并管理文件在存储介质上的组织和布局。

它将文件分配给不同的存储单元，并维护文件与物理块之间的映射关系。

2. 目录管理：文件系统通过目录来组织和管理文件的层次结构。

目录可以包含文件和其他目录，并提供对它们的操作，如创建、删除、重命名等。

3. 文件操作：文件系统提供了对文件的各种操作，如打开、关闭、读取、写入和修改。

通过文件操作，用户可以对文件进行数据的读写和修改，以满足不同的应用需求。

4. 文件保护：文件系统通过权限和访问控制机制，保护文件的安全性和隐私性。

它可以控制不同用户或用户组对文件的访问权限，并记录文件的访问历史和操作日志。

三、常见文件系统类型1. FAT文件系统：FAT（File Allocation Table）是一种简单而受广泛应用的文件系统。

它使用文件分配表来管理文件的存储和访问，具有较好的兼容性和可移植性。

2. NTFS文件系统：NTFS（New Technology File System）是Windows操作系统中常用的文件系统类型。

它支持更大的文件和分区大小，并提供了更强大的安全性和文件压缩功能。