O que é ext3 (terceiro sistema de arquivos estendido)?

O Terceiro Sistema de Arquivos Estendido (ext3) é um diário sistema de arquivos que foi amplamente utilizado pelo Kernel do Linux. Ele foi projetado para ser uma extensão do Segundo Sistema de Arquivos Estendido (ext2), fornecendo compatibilidade com versões anteriores e adicionando novos recursos importantes. Uma das adições mais significativas foi a introdução do registro em diário, que melhorou muito a confiabilidade e a integridade do sistema de arquivos, especialmente em situações em que o sistema pode não ser desligado corretamente, como durante uma queda de energia ou falha do sistema.

Recursos ext3

Aqui está uma visão mais detalhada de alguns dos principais recursos do ext3:

Diário

A característica mais importante do ext3 é a sua capacidade de registro em diário, que melhora muito a confiabilidade do sistema de arquivos e reduz o tempo necessário para recuperação após uma falha. Em um sistema de arquivos com diário, as alterações são primeiro registradas em uma área dedicada chamada diário antes de serem aplicadas ao sistema de arquivos principal. Este processo garante que, mesmo no caso de uma falha do sistema, o sistema de arquivos possa ser rapidamente trazido de volta a um estado consistente, reproduzindo ou ignorando transações incompletas registradas no diário.

Crescimento do sistema de arquivos online

ext3 oferece suporte ao redimensionamento do sistema de arquivos enquanto ele está montado e em uso, um recurso conhecido como crescimento do sistema de arquivos online. Isto é particularmente útil para administradores de sistema que precisam aumentar a capacidade de armazenamento sem tempo de inatividade.

Indexação Htree para diretórios

Para melhorar o desempenho das operações em diretórios contendo um grande número de arquivos, o ext3 implementa a indexação Htree, um método que utiliza um hash Estrutura de árvore B para indexar entradas de diretório. Esse mecanismo reduz o tempo necessário para localizar arquivos em diretórios grandes, melhorando o desempenho geral do sistema.

Compatibilidade com versões anteriores com ext2

ext3 é compatível com versões anteriores de ext2, o que significa que um sistema de arquivos ext3 pode ser montado e usado como um sistema de arquivos ext2. Esse recurso facilita atualizações fáceis de ext2 para ext3 sem a necessidade de migração de dados. Por outro lado, os sistemas de arquivos ext3 podem ser montados como ext2, embora sem suporte para registro em diário.

Suporte para arquivos grandes e sistemas de arquivos

ext3 pode suportar arquivos de até 2 TB e sistemas de arquivos de até 32 TB. Esta foi uma melhoria significativa em relação ao ext2 e atendeu aos requisitos da maioria dos aplicativos e sistemas na época de seu desenvolvimento.

Listas de controle de acesso (ACLs) e atributos estendidos

ext3 suporta Listas de Controle de Acesso (ACLs), que fornecem uma visão mais flexmecanismo de permissão mais acessível do que o tradicional UNIX permissões de arquivo. Além disso, atributos estendidos permitem que usuários e aplicações associar adicional metadados com arquivos e diretórios além dos atributos de arquivo padrão.

Modos de registro no diário

ext3 oferece diferentes modos de registro no diário que permitem aos usuários equilibrar entre desempenho e integridade de dados. Esses modos incluem:

Journal. Tanto os dados quanto os metadados são registrados em diário, proporcionando o mais alto nível de integridade, mas com potencial impacto no desempenho.
Ordenado. Somente os metadados são registrados em diário, mas os blocos de dados são gravados antes que os metadados associados sejam confirmados no diário. Este é o modo padrão, proporcionando um bom equilíbrio entre desempenho e confiabilidade.
Escreva de volta. Somente os metadados são registrados em diário e não há garantia de que os blocos de dados sejam gravados antes dos metadados. Este modo oferece o melhor desempenho, mas a menor garantia de integridade dos dados.

Ext3 Vantagens e Desvantagens

O sistema de arquivos ext3 introduziu melhorias significativas na tecnologia do sistema de arquivos em comparação com seu antecessor, ext2. No entanto, ele apresentou uma série de desvantagens que se revelaram ao longo do tempo, como fragmentação, problemas de desempenho e falta de suporte para volumes de armazenamento muito grandes. Abaixo examinamos essas vantagens e desvantagens do ext3.

Vantagens

Aqui estão as vantagens do ext3:

Confiabilidade melhorada. O recurso de registro em diário aumenta significativamente a confiabilidade do sistema de arquivos, mantendo um registro das alterações que estão prestes a ser feitas. Em caso de falha do sistema ou falha de energia, isso permite que o sistema de arquivos se recupere rapidamente, reproduzindo as alterações deste diário, minimizando assim o risco de corrupção de dados.
Tempos de recuperação mais rápidos. Ao contrário do ext2, que pode exigir verificações extensivas do sistema de arquivos (fsck) após uma falha, o registro no diário do ext3 reduz a necessidade de tais verificações, levando a tempos de recuperação muito mais rápidos.
Facilidade de atualização. Uma das principais vantagens do ext3 foi sua compatibilidade com versões anteriores do ext2. Isso permitiu que os usuários atualizassem seus sistemas de arquivos de ext2 para ext3 sem a necessidade de formatar ou migrar dados, o que foi uma conveniência significativa e uma economia de tempo.
Flexibilidade. Os sistemas poderiam montar um sistema de arquivos ext3 como ext2 se necessário (embora sem benefícios de registro no diário), fornecendo flexflexibilidade em como o sistema de arquivos foi usado e mantido.
Suporte para grandes volumes e arquivos. ext3 suportava sistemas de arquivos de até 32 TB e tamanhos de arquivo de até 2 TB, o que era suficiente para atender às necessidades dos usuários com grandes bancos de dados e arquivos da época.
Integridade de dados aprimorada. Os modos de registro em diário (diário, ordenado e write-back) ofereciam opções entre níveis de desempenho e integridade de dados, permitindo que os administradores escolhessem o modo mais apropriado para suas necessidades. Esse flexA flexibilidade ajudou na otimização de sistemas com base na prioridade de integridade de dados versus desempenho.
Listas de controle de acesso (ACLs) e atributos estendidos. O suporte para ACLs proporcionou um controle mais granular sobre as permissões de arquivos, melhorando a segurança e os recursos de colaboração. Atributos estendidos permitem armazenar metadados adicionais, o que é benéfico para determinados aplicativos e serviços.

Desvantagens

Aqui está uma lista de desvantagens do ext3, especialmente quando comparado com sistemas mais recentes:

Fragmentação. ext3 pode sofrer fragmentação ao longo do tempo, especialmente em ambientes com um grande número de arquivos pequenos ou com sistemas de arquivos que são frequentemente gravados e excluídos. A fragmentação pode degradar o desempenho porque aumenta o tempo necessário para ler ou gravar arquivos, pois os cabeçotes de uma unidade de disco rígido precisam ser movidos para locais diferentes para acessar fragmentos de arquivos.
Registro no diário limitado flexcapacidade. Embora o ext3 tenha introduzido o registro em diário, o que melhorou significativamente a integridade dos dados e o tempo de recuperação após falhas, sua implementação não é tão flexível ou eficiente como em sistemas de arquivos mais recentes. Por exemplo, o diário do ext4 é mais eficiente e oferece um recurso de alocação atrasada que melhora o desempenho e reduz a fragmentação.
Limitações de tamanho de arquivo e tamanho do sistema de arquivos. ext3 suporta tamanhos de arquivo de até 2 TB e tamanhos de sistema de arquivos de até 32 TB, que, embora suficientes no momento de seu desenvolvimento, são limitantes para aplicativos modernos que lidam com conjuntos de dados maiores. Sistemas de arquivos mais recentes, como ext4 e Btrfs suportam arquivos e sistemas de arquivos muito maiores, tornando-os mais adequados para necessidades de armazenamento em grande escala.
Falta de suporte integrado para instantâneos e compactação. ext3 não oferece suporte integrado para snapshots ou compactação de dados, recursos que são cada vez mais importantes para backup, recuperação de dados e gerenciamento eficiente de armazenamento. Snapshots registra o estado do sistema de arquivos em um determinado momento, enquanto a compactação reduz significativamente a quantidade de espaço em disco usado. Ambos os recursos estão disponíveis em sistemas de arquivos mais recentes, como Btrfs e ZFS.
Limitação de tamanho de grupo de bloco único. O tamanho de um grupo de blocos no ext3 é fixo, limitando o número máximo de blocos e, consequentemente, o tamanho total do sistema de arquivos. Essa arquitetura impacta o escalabilidade do sistema de arquivos, tornando-o menos adequado para volumes de armazenamento muito grandes em comparação com soluções mais recentes.
Eficiência no tratamento de grandes diretórios. Embora a indexação Htree tenha melhorado a eficiência do tratamento de diretórios grandes em comparação com o ext2, o ext3 ainda pode sofrer degradação de desempenho ao gerenciar diretórios com dezenas de milhares de arquivos ou mais. Os sistemas de arquivos mais recentes otimizaram ainda mais o manuseio e a indexação de diretórios, reduzindo o tempo de pesquisa e melhorando o desempenho geral nesses cenários.
A alocação atrasada não é suportada. A alocação atrasada, um recurso introduzido no ext4, permite que o sistema de arquivos atrase a alocação de blocos de disco até que os dados sejam gravados no disco. Isto melhora o desempenho e reduz a fragmentação, mas não está disponível no ext3.

Como criar um sistema de arquivos ext3?

A criação de um sistema de arquivos ext3 envolve a formatação de uma partição com o tipo de sistema de arquivos ext3. Este processo pode ser realizado em qualquer dispositivo de bloco, como discos rígidos, SSDs, ou espaço particionado, e é comumente executado por meio do linha de comando no Linux. Antes de continuar, certifique-se de fazer backup de todos os dados importantes da partição a ser formatada, pois esse processo apagará os dados existentes.

Veja como criar um sistema de arquivos ext3 passo a passo:

Etapa 1: Identifique a partição

Primeiro, você precisa identificar o dispositivo de bloco que deseja formatar com o sistema de arquivos ext3. Você pode listar todos os dispositivos de bloco disponíveis e suas partições usando o lsblk or fdisk -l comando.

lsblk

sudo fdisk -l

Procure o identificador do dispositivo que corresponde à partição que deseja formatar, como / dev / sdb1.

Etapa 2: desmonte a partição (se necessário)

Se a partição estiver montada, você deverá desmontá-la antes de formatar. Use o umount comando seguido pelo identificador do dispositivo:

sudo umount /dev/sdb1

Se a partição não estiver montada, você pode pular esta etapa.

Etapa 3: Crie o sistema de arquivos ext3

Para formatar a partição com o sistema de arquivos ext3, use o mkfs.ext3 comando seguido pelo identificador do dispositivo:

sudo mkfs.ext3 /dev/sdb1

Este comando criará um sistema de arquivos ext3 na partição especificada. Você pode adicionar o -L opção para atribuir um rótulo ao sistema de arquivos:

sudo mkfs.ext3 -L MyExt3Partition /dev/sdb1

Etapa 4: monte o sistema de arquivos

Após a formatação, você pode montar o novo sistema de arquivos ext3 em um diretório na hierarquia do sistema de arquivos. Primeiro, crie um ponto de montagem se ele ainda não existir:

sudo mkdir /mnt/myext3

Em seguida, monte o sistema de arquivos ext3 no diretório recém-criado:

sudo mount /dev/sdb1 /mnt/myext3

Etapa 5: verifique o sistema de arquivos

Finalmente, você pode verificar se o sistema de arquivos está montado e verificar seu tipo usando o df or montar comando:

df -Th /mnt/myext3

mount | grep /mnt/myext3

Esses comandos mostrarão informações sobre o sistema de arquivos montado, incluindo seu tipo (ext3 neste caso).

Considerações importantes

Perda de dados. A formatação de uma partição apagará todos os dados existentes nela. Certifique-se de ter backups antes de prosseguir.
Identificador do dispositivo. Tenha certeza absoluta do identificador do dispositivo da partição (/ dev / sdb1 no exemplo). Formatar a partição errada pode resultar em perda de dados.
Privilégios de raiz. Esses comandos requerem privilégios de root, portanto são prefixados com sudo. Dependendo da configuração do seu sistema, pode ser necessário inserir sua senha.