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[操作系统]atitit.ntfsext文件系统新特性对比


atitit.ntfs ext 文件系统新特性对比

 

 

1. 现代文件系统应该有的特性2

1.1. 恢复Log2

1.2. 压缩2

1.3. Meta ext2

1.4. Fulltextཟsearch  全文2

1.5. Copy 校验2

1.6. 稀疏文件,这是UNIX类和NTFS等文件系统的一个特性。2

2. Ext2 特性3

2.1. EXT2第二代扩展文件系统(英语:second extended filesystem,缩写为 ext2)3

3. Ext3 特性4

3.1. · 日志4

3.2. 数据的完整性4

4. ext4文件系统的特点编辑4

4.1.1. 更大的文件系统和更大的文件4

4.1.2. 更多的子目录数量4

4.1.3. 更多的块和i-节点数量5

4.1.4. 多块分配5

4.1.5. 持久性预分配5

4.1.6. 延迟分配5

4.1.7. 盘区结构5

4.1.8. 新的i-节点结构5

4.1.9. 日志校验功能6

4.1.10. 支持“无日志”模式6

4.1.11. 默认启用Barrier6

4.1.12. 在线碎片整理6

4.1.13. 支持快速fsck6

4.1.14. 支持纳秒级时间戳6

5. 计划的ext特性7

5.1.1. 反删除7

5.1.2. 日志中没有校验和7

6. Ntfs 特性7

6.1. 支持元数据7

6.2. 跨文件存储,在多个硬盘上存储文件(称为卷)8

6.3. 支持磁盘限额8

6.4. NTFS 有五个正式发布的版本: v3.1 来自 Windows XP(2001 年,有时称作“NTFS 5.1”)8

7. Ext and ntfs比较9

8. Ref9

 

1. 现代文件系统应该有的特性

1.1. 恢复Log

1.2. 压缩

1.3. Meta ext

1.4. Fulltextཟsearch  全文

1.5. Copy 校验

1.6. 稀疏文件,这是UNIX类和NTFS等文件系统的一个特性。

开始时,一个稀疏文件不包含用户数据,也没有分配到用来存储用户数据的磁盘空间。当数据被写入稀疏文件时,NTFS逐渐地为其分配磁盘空间。

如果这些空余空间被ASCII码的NULL字符占据,并且这些空间相当大,那么,这个文件就被称为稀疏文件,而且,并不分配相应的磁盘块。

这样,会产生一个问题,文件已被创建了,但相应的磁盘空间并未被分配,只有在有真正的数据插入进来时,才会被分配磁盘块,如果这时文件系统被占满了,那么对该文件的写操作就会失败。为防止这种情况,有两种办法:不产生稀疏文件或为稀疏文件留够空间。

在计算机科学方面,稀疏文件是文件系统中的一种文件存储方式,在创建一个文件的时候,就预先分配了文件需要的连续存储空间,其空间内部大多都还未被数据填充现在有很多文件系统都支持稀疏文件,包括大部分的Unix和NTFS 。

稀疏文件被普遍用来磁盘图像,数据库快照,日志文件,还有其他科学运用上。

作者:: 绰号:老哇的爪子 ( 全名::Attilax Akbar Al Rapanui 阿提拉克斯 阿克巴 阿尔 拉帕努伊 ) 汉字名:艾龙,  EMAIL:1466519819@qq.com

转载请注明来源: http://www.cnblogs.com/attilax/

 

2. Ext2 特性

 

2.1. EXT2第二代扩展文件系统(英语:second extended filesystem,缩写为 ext2)

,是LINUX内核所用的文件系统。它开始由Rémy Card设计,用以代替ext,于1993年1月加入linux核心支持之中。ext2 的经典实现为LINUX内核中的ext2fs文件系统驱动,最大可支持2TB的文件系统,

1、当创建Ext2文件系统时,系统管理员可以根据预期的文件平均长度来选择最佳的块大小(从1024B——4096B)。例如,当文件的平均长度小于几千字节时,块的大小为1024B是最佳的,因为这会产生较少的内部碎片——也就是文件长度与存放块的磁盘分区有较少的不匹配。另一方面,大的块对于 大于几千字节的文件通常比较合合适,因为这样的磁盘传送较少,因而减轻了系统的开销[1]  。

2、当创建Ext2文件系统时,系统管理员可以根据在给定大小的分区上预计存放的文件数来选择给该分区分配多少个索引节点。这可以有效地利用磁盘的空间。

3、文件系统把磁盘块分为组。每组包含存放在相邻磁道上的数据块和索引节点。正是这种结构,使得可以用较少的磁盘平均寻道时间对存放在一个单独块组中的文件并行访问。

4、在磁盘数据块被实际使用之前,文件系统就把这些块预分配给普通文件。因此当文件的大小增加时,因为物理上相邻的几个块已被保留,这就减少了文件的碎片。

5、支持快速符号链接。如果符号链接表示一个短路径名(小于或等于60个字符),就把它存放在索引节点中而不用通过由一个数据块进行转换。

1、文件更新策略的谨慎实现将系统崩溃的影响减到最少。我们只举一个例子来体现这个优点:例如,当给文件创建一个硬链接时,首先增加磁盘索引节点中 的硬链接计数器,然后把这个新的名字加到合适的目录中。在这种方式下,如果在更新索引节点后而改变这个目录之前出现一个硬件故障,这样即使索引节点的计数 器产生错误,但目录是一致的。因此,尽管删除文件时无法自动收回文件的数据块,但并不导致灾难性的后果

2、在启动时支持对文件系统的状态进行自动的一致性检查。这种检查是由外部程序e2fsck完成的,

 

3. Ext3 特性

ext3文件系统增加的超越其前代的包括:

3.1. · 日志

· 位目录跨越多个块提供基于树的目录索引

· 在线系统增长

如果没有这些,ext3文件系统也同时是个有效的ext2文件系统。这样,经过良好测试的、成熟的文件系统工具来管理和修复ext2文件系统工具,可以无需大的变动,就应用于ext3文件系统。ext2和ext3文件系统共享相同的工具集,带有fsck工具的e2fsprogs。这种紧密的联系也将两种文件系统之间进行转换(包括升级到ext3和降级为ext2)变得非常容易。

3.2. 数据的完整性

4. ext4文件系统的特点编辑

4.0.1. 更大的文件系统和更大的文件

Ext3文件系统最多只能支持32TB的文件系统和2TB的文件,根据使用的具体架构和系统设置,实际容量上限可能比这个数字还要低,即只能容纳2TB的文件系统和16GB的文件。而Ext4的文件系统容量达到1EB,而文件容量则达到16TB,这是一个非常大的数字了。对一般的台式机和服务器而言,这可能并不重要,但对于大型磁盘阵列的用户而言,这就非常重要了。

4.0.2. 更多的子目录数量

Ext3目前只支持32000个子目录,而Ext4取消了这一限制,理论上支持无限数量的子目录。

4.0.3. 更多的块和i-节点数量

Ext3文件系统使用32位空间记录块数量和i-节点数量,而Ext4文件系统将它们扩充到64位。

4.0.4. 多块分配

当数据写入到Ext3文件系统中时,Ext3的数据块分配器每次只能分配一个4KB的块,如果写一个100MB的文件就要调用25600次数据块分配器,而Ext4的多块分配器“Multiblock Allocator(MBAlloc)”支持一次调用分配多个数据块。

4.0.5. 持久性预分配

如果一个应用程序需要在实际使用磁盘空间之前对它进行分配,大部分文件系统都是通过向未使用的磁盘空间写入0来实现分配,比如P2P软件。为了保证下载文件有足够的空间存放,常常会预先创建一个与所下载文件大小相同的空文件,以免未来的数小时或数天之内磁盘空间不足导致下载失败。而Ext4在文件系统层面实现了持久预分配并提供相应的API,比应用软件自己实现更有效率。

4.0.6. 延迟分配

Ext3的数据块分配策略是尽快分配,而Ext4的策略是尽可能地延迟分配,直到文件在缓冲中写完才开始分配数据块并写入磁盘,这样就能优化整个文件的数据块分配,显著提升性能。

4.0.7. 盘区结构

Ext3文件系统采用间接映射地址,当操作大文件时,效率极其低下。例如,一个100MB大小的文件,在Ext3中要建立25600个数据块(以每个数据块大小为4KB为例)的映射表;而Ext4引入了盘区概念,每个盘区为一组连续的数据块,上述文件可以通过盘区的方式表示为“该文件数据保存在接下来的25600个数据块中”,提高了访问效率。

4.0.8. 新的i-节点结构

Ext4支持更大的i-节点。之前的Ext3默认的i-节点大小128字节,Ext4为了在i-节点中容纳更多的扩展属性,默认i-节点大小为256字节。另外,Ext4还支持快速扩展属性和i-节点保留。

4.0.9. 日志校验功能

日志是文件系统最常用的结构,日志也很容易损坏,而从损坏的日志中恢复数据会导致更多的数据损坏。Ext4给日志数据添加了校验功能,日志校验功能可以很方便地判断日志数据是否损坏。而且Ext4将Ext3的两阶段日志机制合并成一个阶段,在增加安全性的同时提高了性能[1]  。

4.0.10. 支持“无日志”模式

日志总归会占用一些开销。Ext4允许关闭日志,以便某些有特殊需求的用户可以借此提升性能。

4.0.11. 默认启用Barrier

磁盘上配有内部缓存,以便重新调整批量数据的写操作顺序,优化写入性能,因此文件系统必须在日志数据写入磁盘之后才能写Commit记录。若Commit记录写入在先,而日志有可能损坏,那么就会影响数据完整性。Ext4文件系统默认启用Barrier,只有当Barrier之前的数据全部写入磁盘,才能写Barrier之后的数据。

4.0.12. 在线碎片整理

尽管延迟分配、多块分配和盘区功能可以有效减少文件的碎片,但碎片还是不可避免会产生。Ext4支持在线碎片整理,并将提供e4defrag工具进行个别文件或整个文件系统的碎片整理。

4.0.13. 支持快速fsck

以前的文件系统版本执行fsck时很慢,因为它要检查所有的i-节点,而Ext4给每个块组的i-节点表中都添加了一份未使用i-节点的列表,所以Ext4文件系统做一致性检查时就可以跳过它们而只去检查哪些在使用的i-节点,从而提高了速度。

4.0.14. 支持纳秒级时间戳

Ext4之前的扩展文件系统的时间戳都是以秒为单位的,这已经能够应付大多数设置,但随着处理器的速度和集成程度(多核处理器)不断提升,以及Linux开始向其他应用领域发展,它将时间戳的单位提升到纳秒。

Ext4给时间范围增加了两个位,从而让时间寿命在延长500年,Ext4的时间戳支持的日期到2514年4月25日,而Ext3只达到2038年1月18日。

 

5. 计划的ext特性

逻辑删除

透明地处理压缩和加密文件

undelete选项将允许用户在必要时很容易恢复以前已删除的文件内容。

恢复日志 Ext2中缺少的最突出的功能就是日志,日志是高可用服务器必需的功能。

日志避免文件系统在被突然卸载(例如,作为系统崩溃的后果)时对其自动进行的耗时检查。

尽管ext3缺少一些当代文件系统的特点,像是动态的inode、树状的资料储放结构等等,都是被视作ext3的缺点之

5.0.1. 反删除

和ext2不同,ext3会在删除文件时把文件的节点(inode)中的块指标清除。这样做可以在unclean载入文件系统后,重放日志时,可以减少对文件系统的访问。但也同样也增加了文件在反删除上面的困难

Ext3不支持透明压缩(Ext2以非官方补丁支持)。

5.0.2. 日志中没有校验和

6. Ntfs 特性

6.1. 支持元数据

NTFS对FAT和HPFS作了若干改进,例如,支持元数据,并且使用了高级数据结构,以便于改善性能、可靠性和磁盘空间利用率,并提供了若干附加扩展功能。

6.2. 跨文件存储,在多个硬盘上存储文件(称为卷) 

6.3. 支持磁盘限额

6.4. NTFS 有五个正式发布的版本: v3.1 来自 Windows XP(2001 年,有时称作“NTFS 5.1”)

 

例如,一个大公司的数据库可能大得必须跨越不同的硬盘。

 

NTFS 有五个正式发布的版本:

v1.0,随 NT 3.1 一起发布,发布于 1993 年中旬

v1.1,随 NT 3.5 一起发布,发布于 1994 年秋季

v1.2,由 NT 3.51(1995 年中旬)和 NT 4(1996 年中旬)提供(有时候也被称为“NTFS 4.0”,因为操作系统版本是 4.0)

v3.0 来自 Windows 2000(有时称作“NTFS 5.0”)

v3.1 来自 Windows XP(2001 年,有时称作“NTFS 5.1”),Windows Server 2003(2003 年春季,有时称作“NTFS 5.2”), Windows Vista(2005 年中旬,有时称作“NTFS 6.0”),Windows Server 2008(2008 年初),Windows Server 2008 R2(有时称作“NTFS 6.1”)以及 Windows 7。

V1.0 和 V1.1 以及所有以后版本不兼容,也就是说,使用 NT 3.5x 写入的卷无法被 NT 3.1 读取,除非使用 NT 3.5x 光盘更新 NT 3.1,并添加对 FAT 系统的长文件名支持。V1.2 支持压缩文件、命名流、基于 ACL(访问控制列表)的安全性等功能。

V3.0 支持磁盘限额、加密、稀疏文件、重解析点,更新串行数(USN)日志、$Extend文件夹以及其中的文件,并改进了安全描述符,以便于使用相同安全设置的多个文件共享一个安全描述符。

V3.1 使用冗余MFT 记录数(用于恢复受损的 MFT文件)扩展了主文件表(MFT)项。

Windows Vista提供了事务 NTFS、NTFS符号链接、收缩卷以及自我恢复功能,但这些附加功能由操作系统提供,而非文件系统自身的功能。

)NTFS文件系统中设计的恢复能力无需用户在NTFS卷中运行磁盘修复程序。在系统崩溃事件中,NTFS文件系统使用日志文件和复查点信息自动恢复文件系统的一致性。

(6)NTFS文件夹的B-Tree结构使得用户在访问较大文件夹中的文件时,速度甚至比访问卷中较小的文件夹中的文件还快。

)可以在NTFS卷中压缩单个文件和文件夹。NTFS系统的压缩机制可以让用户直接读写压缩文件,而不需要使用解压软件将这些文件展开

7. Ext and ntfs比较

ext 文件系统支持 link (硬链或者软链,参看 ln 命令);使用过程中不会像 ntfs 那样很快就产生很多碎片;支持更多类型的文件(如 /dev 下的设备文件,/proc 下的虚拟文件,socket 文件等等)ext3 和 ntfs 都是日志系统,可以提供突然掉电的快速/正确恢复,ext3 去掉日志功能就是 ext2,效率会提高一些ext 还有个显著的优势

 

 

 

8. Ref

Ext3_百度百科.htm

Ext4_百度百科.htm

ntfs_百度百科.htm

稀疏文件_百度百科.htm