通俗的說，計算機的文件系統(tǒng)就是一個像磁盤這樣的存儲設(shè)備如何存儲、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字節(jié)，及其在存儲設(shè)備上的位置，還要存儲文件相關(guān)的信息。比如，也要存儲每個文件的名字、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，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。在計算機非正常關(guān)機的情況下，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)行版默認的文件系統(tǒng)
• XFS 為高性能和大文件設(shè)計的文件系統(tǒng)
• Btrfs 校檢copy-on-write(寫入時復(fù)制)文件系統(tǒng)
• ext4 由ext3增加許多顯著特性和擴展進化而來的文件系統(tǒng)

ext3

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

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

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

ext3

0.9.18

價格 : 免費下載

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，可擴展
• 內(nèi)核和用戶空間的代碼已廣泛測試
• 在ext2上增加的特性
  • 日志 ：提高可靠性，并且異常關(guān)機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)被重新掛載時自動恢復(fù)
  • 所有的VFS操作（包括配額）都會記錄到日志
  • 添加數(shù)據(jù)的更新也被記錄日志
  • 在線文件系統(tǒng)的擴容
  • 在大目錄上使用Htree索引
• 擴展屬性塊和大量的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和以后版本的默認文件系統(tǒng)，后來又移植到Linux內(nèi)核。

XFS結(jié)合先進的日志技術(shù)和完整的64位尋址還有可擴展的數(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

價格 : 免費下載

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)越的日志同時盡量減少日志在讀取和寫入數(shù)據(jù)事務(wù)時對性能的影響
• 大規(guī)模的可擴展性 - 支持最大文件系統(tǒng)為8 EiB - 1（1024PiB - 1）
• 有效分配 - 實現(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)，在實際磁盤塊更新前首先寫入一個連續(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”操作支持卷級快照，并提供了一個在線的文件碎片整理工具
• 實現(xiàn)完整的日志擴展屬性
• 支持ACL語義和在POSIX 1003.1e標準草案的接口描述
• 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）允許實施不修改內(nèi)核的分層存儲管理軟件
• 支持“實時子卷”的概念 - 一個獨立的區(qū)域只有文件數(shù)據(jù)存儲的磁盤空間

Btrfs

Btrfs(B-樹文件系統(tǒng))是一個Linux寫入時復(fù)制(Copy on Write)文件系統(tǒng)。寫入時復(fù)制(COW)是維護數(shù)據(jù)集合的副本和使用相同數(shù)據(jù)處理多個任務(wù)時管理資源的優(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，會復(fù)制數(shù)據(jù)的原始副本)。

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

Btrfs很好的實現(xiàn)了高級特性，同時保持了容錯性、可擴展性和可靠性。這個文件系統(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)到達了一個成熟的水平，其磁盤格式應(yīng)該不會改變。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。Btrfs可以處理多達264個字節(jié)，少了幾百特殊項。

Btrfs

價格 : 免費下載

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先進的功能, Btrfs文件系統(tǒng)入門

選擇評論: Josef Bacik

特性包括：

• 可擴展，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整理卷碎片
• 脫機文件系統(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(移動對象在塊設(shè)備之間來平衡負載)
• 使用B-樹結(jié)構(gòu)來存儲數(shù)據(jù)類型和存儲在磁盤上的信息點
• 在線數(shù)據(jù)擦除發(fā)現(xiàn)錯誤和自動修復(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) 。可用于數(shù)據(jù)擦除，特別是RAID 1
  • 故障隔離和校驗和算法 - 從用戶數(shù)據(jù)分開存儲的元數(shù)據(jù)實現(xiàn)故障隔離
  • 校驗數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)（CRC- 32C） ，可以選擇關(guān)閉數(shù)據(jù)校驗和
  • 即使在一個單一的設(shè)備，元數(shù)據(jù)被冗余存儲在兩個位置
  • 重建次數(shù)
  • 加密
• 文件克隆（在單個文件寫入時復(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）識別（TRIM /丟棄報告重用的空閑塊）和優(yōu)化
• 文件條帶化，文件鏡像化，文件條帶化+鏡像化，單雙奇偶校驗實現(xiàn)條帶化
• 每個子卷分層配額
• 基于擴展的文件存儲
• 提供了用戶最低限度的調(diào)整，以防范濫用

ext4

ext4，也叫做第四擴展文件系統(tǒng)，是一個由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

價格 : 免費下載

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:

• 擴展屬性塊和大量的inode
• 基于擴展的磁盤格式
• 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
• 目錄項中記錄文件類型
• 使用日志恢復(fù)
• 文件分配擴展格式
• 支持超過232個文件系統(tǒng)塊
• 靈活的塊組元數(shù)據(jù)的位置
• 減少塊組的備份
• 減少超級塊的備份
• 文件可大于2GiB
• 組描述符校驗和稀疏inode表
• 超過32000個子目錄
• inode特性
  • 更多的inode
  • inode的預(yù)訂
  • 納秒級時間戳和創(chuàng)建時間
• 文件可大于2TiB
• 日志校驗 - 可以校驗日志數(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
• 擴展屬性
• 配額日志
• 實現(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