Ext3的三种日志记录方式

Posted 2020-12-25 guxuanqing

Q1:Ext3的三种日志记录方式

1 data=writeback 方式
data=writeback方式下，ext3根本不执行任何形式的数据日志记录，提供给您的是和在XFS，JFS和 ReiserFS文件系统中找到的类似的日志记录（仅元数据）。这会让最近修改的文件在出现意外的重新引导事件中被毁坏。如果不考虑这个缺点， data=writeback 方式在大多数情况下应该能够提供最佳的ext3性能。 
2 data=ordered 方式
  data=ordered方式下，ext3只是正式记录元数据，而在逻辑上将元数据和数据块分组到称为事务的单个单元中。到了将新的元数据写到磁盘上的时候， 首先写的是相关的数据块。
   data=ordered方式有效地解决了在 data=writeback 方式下和大多数其它日志记录文件系统中发现的毁坏问题，而这是在不需要完整数据日志记录的情况下做到的。一般说来，data=ordered ext3文件系统执行的速度比data=writeback文件系统执行的速度稍微慢一些，但比对应的完整数据日志记录还是要快出许多。
将数据附加到文件时，data=ordered方式提供了ext3完整数据日志记录方式提供的所有完整性保证。
    不过，如果正在覆盖某一部分文件，而此时系统崩溃，那么有可能所写的区将包含原始块和在其中散布了更新块的组合。这是因为 data=ordered 不提供首先覆盖哪一个数据块的保证，因此不能假设只是因为更新了被覆盖的块 x，也就更新了被覆盖的块 x-1。
   data=ordered让写操作顺序由硬盘的写高速缓存决定。这个限制并不经常具有负面影响，因为附加的文件一般比覆盖的文件更普遍。出于这个原因，data=ordered 方式是对完整数据日志记录的一个很好的更高性能的替代。

3 data=journal 方式
data=journal 方式提供了完整数据和元数据日志记录。所有新数据首先写入日志，然后再写入它的最终位置。在崩溃情况下，可以重放日志，使数据和元数据处于一致的状态。

要指定日志方式，可以使用如下方式：
1 向/etc/fstab的选项节添加适当的字符串例如 data=journal 
2 在调用 mount 时直接指定 -o data=journal 命令行选项。
如果您愿意指定用于根文件系统的数据日志记录方法data=ordered是缺省值，则可以使用名为 rootflags 的特殊内核引导选项。因此，要将根文件系统置于完整数据日志记录方式下，则向内核引导选项添加rootflags=data=journal 。

 

Q2:Linux文件系统的barrier：启用还是禁用 (url)

大多数当前流行的Linux文件系统，包括EXT3和EXT4，都将文件系统barrier作为一个增强的安全特性。它保护数据不被写入日记。但 是，在许多情况下，我们并不清楚这些barrier是否有用。本文就为什么要在你的Linux系统上启用barrier做出了解释。

Linux日志和barrier功能

要理解barrier，你首先需要理解文件系统日志功能。常用的文件系统使用日志功能来保证文件系统的完整性。该功能背后的思路很简单：在写入新的 数据块到磁盘之前，会先将元数据写入日志。预先将元数据写入日志可以保证在写入真实数据前后一旦发生错误，日志功能能很容易地回滚到更改之前的状态。这个 方法确保了不会发生文件系统崩溃的情况。

单独使用日志功能不能保证没有任何差错。现在的磁盘大都有大容量的缓存，数据不会立即写入到磁盘中，而是先写入到磁盘缓存中。到这一步，磁盘控制器 就能更加高效地将其复制到磁盘中。这对性能来说是有好处的，但是对日志功能来说则相反。为了保证日志百分之百可靠，它必须绝对保证元数据在真实数据写入之 前被预先写入。这就是我们要介绍文件系统barrier的原因。

我们很容易理解使用barrier的根本原因：barrier本身禁止在barrier之后写入数据，真实的数据块将在barrier被写入之前完 全写入磁盘。使用barrier可以确保文件系统的完整性，因为barrier功能在EXT4文件系统中是默认启用的(除非你的操作系统更改了这个默认设 置)。

Linux文件系统的barrier：启用还是禁用?

你可以通过/proc/mounts文件来监控文件系统barrier的当前状态;对于每一个挂载的文件系统，打开这个文件都能看到所有的挂载选项。如果你看到barrier=1，那么你的文件系统就正在使用barrier功能。下列信息是一个文件系统的例子：

/dev/sda1 /boot ext4 rw,seclabel,relatime,barrier=1,data=ordered 0 0/dev/mapper/luks-3e67401f-44c6-4a27-a1bf-cdf0dcf45f65 /home ext4 rw,seclabel,noatime,barrier=1,data=ordered 0 0

文件系统barrier何时不工作?

Barrier的问题在于，它不能应用于所有条件下。如果设备映射器作为存储层的优先级使用，那么文件系统barrier就无法工作了，因为设备映 射器不支持barrier。所以，哪怕你的文件系统默认支持barrier，还是无法在逻辑卷、软RAID或者多路径磁盘上运行该功能(RED HAT和所有相关的Linux版本都将barrier作为默认选项)。

解决这个问题的方案之一就是避免使用设备映射器。所以在安装服务器时，你需要充分考虑配置选项。首先，你不该使用LVM安装服务器，而应该选择用传 统的分区方式。接着，你不能使用和设备映射器配合工作的多路径磁盘，它会在SAN上创建多个冗余路径。某些情况下，SAN供应商会提供一个专有驱动器作为 选择，但不是所有供应商都提供该选项。最好的办法是采用智能硬件。

使用barrier保护的风险之一是，在系统中断时，数据会留在缓存中，而永不会写入文件系统。一个简单的电池备份控制器可以避免这个问题。当服务器使用的这个控制器出故障了，磁盘控制器仍然能保证变更操作，这充分排除了barrier使用的需要。

使用barrier的另一个不利之处在于，你需要付出降低性能的代价。如果你需要顶级的性能，那么你可以用挂载选项-o barrier=0来关闭barrier功能，比如：mount /dev/sda2 -o barrier=0 /data。

文件系统barrier功能非常有用，但是不能和设备映射器配合工作。如果你需要使用这类设备，但是又想要保证文件系统完整性，那么你可以用电池备 份磁盘控制器。如果你的硬件不支持这个，那么你只能避免使用设备映射器，这样才能用barrier功能来保障文件系统完整性。还有，如果你希望得到更好的 系统性能，最好也不要开启barrier功能，它会降低系统运行速度。