ext2
Rémy 很快就意识到 ext 的局限性,所以一年后他设计出 ext2 替代它。当 ext 仍然根植于 “玩具” 操作系统时,ext2 从一开始就被设计为一个商业级文件系统,沿用 BSD 的 Berkeley 文件系统的设计原理。
ext2 提供了 GB 级别的最大文件大小和 TB 级别的文件系统大小,使其在 20 世纪 90 年代的地位牢牢巩固在文件系统大联盟中。很快它被广泛地使用,无论是在 Linux 内核中还是最终在 MINIX 中,且利用第三方模块可以使其应用于 MacOS 和 Windows。
但这里仍然有一些问题需要解决:ext2 文件系统与 20 世纪 90 年代的大多数文件系统一样,如果在将数据写入到磁盘的时候,系统发生崩溃或断电,则容易发生灾难性的数据损坏。随着时间的推移,由于碎片(单个文件存储在多个位置,物理上其分散在旋转的磁盘上),它们也遭受了严重的性能损失。
尽管存在这些问题,但今天 ext2 还是用在某些特殊的情况下 —— 最常见的是,作为便携式 USB 驱动器的文件系统格式。
ext3
1998 年,在 ext2 被采用后的 6 年后,Stephen Tweedie 宣布他正在致力于改进 ext2。这成了 ext3,并于 2001 年 11 月在 2.4.15 内核版本中被采用到 Linux 内核主线中。

20 世纪 90 年代中期的 Packard Bell计算机,Spacekid ,CC0
在大部分情况下,ext2 在 Linux 发行版中工作得很好,但像 FAT、FAT32、HFS 和当时的其它文件系统一样 —— 在断电时容易发生灾难性的破坏。如果在将数据写入文件系统时候发生断电,则可能会将其留在所谓 不一致 的状态 —— 事情只完成一半而另一半未完成。这可能导致大量文件丢失或损坏,这些文件与正在保存的文件无关甚至导致整个文件系统无法卸载。
ext3 和 20 世纪 90 年代后期的其它文件系统,如微软的 NTFS,使用 日志 来解决这个问题。日志是磁盘上的一种特殊的分配区域,其写入被存储在事务中;如果该事务完成磁盘写入,则日志中的数据将提交给文件系统自身。如果系统在该操作提交前崩溃,则重新启动的系统识别其为未完成的事务而将其进行回滚,就像从未发生过一样。这意味着正在处理的文件可能依然会丢失,但文件系统 本身 保持一致,且其它所有数据都是安全的。
在使用 ext3 文件系统的 Linux 内核中实现了三个级别的日志记录方式: 日记(journal)、 顺序(ordered)和 回写(writeback)。
日记 是最低风险模式,在将数据和元数据提交给文件系统之前将其写入日志。这可以保证正在写入的文件与整个文件系统的一致性,但其显著降低了性能。
顺序 是大多数 Linux 发行版默认模式;顺序模式将元数据写入日志而直接将数据提交到文件系统。顾名思义,这里的操作顺序是固定的:首先,元数据提交到日志;其次,数据写入文件系统,然后才将日志中关联的元数据更新到文件系统。这确保了在发生崩溃时,那些与未完整写入相关联的元数据仍在日志中,且文件系统可以在回滚日志时清理那些不完整的写入事务。在顺序模式下,系统崩溃可能导致在崩溃期间文件的错误被主动写入,但文件系统它本身 —— 以及未被主动写入的文件 —— 确保是安全的。








