Ext (Ext2, Ext3, Ext4) Dosya Sistemi Nedir?

Ext (Extended File System – Genişletilmiş Dosya Sistemi), Linux sisteminin önemli bir parçasıdır. Hızlı ve çok güvenli olmasıyla ünlüdür. İlk olarak 1992 yılında piyasaya çıkmış ve birçok kez güncellenmiştir. Ext4 en yeni ve en iyi sürümüdür.

Ext4, eski sürümlerin yerini büyük ölçüde almıştır. Bunun nedeni, daha iyi çalışması ve daha büyük dosyaları barındırabilmesidir. Ancak Ext, birçok Linux sürümünde hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Günlük kaydı gibi önemli araçlara sahiptir. Bu, değişiklikleri önce günlüğe kaydederek verilerinizi güvende tutar.

Sonuç olarak, bu güvenilirlik Ext’i popüler bir seçim haline getirmiştir. Ev kullanıcıları ve büyük şirketler için iyi çalışır. Böylece, Linux dünyasında önemli rolünü sürdürmektedir.

Linux Ext Dosya Sistemleri Nedir?

1. Ext (Extended File System/Genişletilmiş Dosya Sistemi)

Rémy Card, Ext dosya sistemini Nisan 1992’de geliştirdi. Bu, büyük bir adımdı. Linux çekirdeği için oluşturulmuş ve Unix işletim sistemini temel almıştı.

Ayrıca MINIX sisteminin sorunlarını da gidermeye çalışıyordu. Bu nedenle Ext, türünün ilk örneği ve öncüsüydü.

1993 yılında, Ext2 ve Xiafs gibi sonraki sistemlerin temeli oldu. Her ikisi de orijinal tasarımlarını kullandılar. Bunlardan Ext2 çok popüler oldu.

İnsanlar, inode ve dosya parçalanma sorunlarını çözdüğü için uzun süre kullandılar.

Bunlar, ilk Ext sistemindeki ana kusurlardı. Böylece Ext2, birçokları için en iyi seçim haline geldi. Bu ilerleme, Linux için güçlü bir dosya sistemi teknolojisine yol açtı.

2. Ext2 (Second Extended File System/İkinci Genişletilmiş Dosya Sistemi)

Ext2, veya İkinci Genişletilmiş Dosya Sistemi, Rémy Card tarafından Linux için geliştirilmiştir. Esnek ve genişletilebilir bir sistemdir. Günümüzde Linux’un temel bir parçası haline gelmiş ve çoğu Linux sistemi tarafından kullanılmaktadır.

Ext2 dosya sistemi, dosya verilerini aynı boyuttaki bloklara yerleştirerek yönetir. Bu bloklar bir sistemde aynı boyutta olmakla birlikte, diğer sistemlerde farklı boyutlarda olabilir. Blok boyutu, “mke2fs” komutuyla dosya sistemini oluştururken seçilir.

Dosyaları kaydederken, Ext2 dosya boyutunu tam sayı bloklara sığdırır. Örneğin, 1024 baytlık bir blokta, 1025 baytlık bir dosya iki blok kullanır. Bu, biraz yer israfına neden olur.

Tüm bloklar kullanıcı dosyaları için değildir; bazıları sistemin kendisiyle ilgili önemli verileri içerir. Bu veriler, dosya sisteminin iyi çalışması için gereklidir.

Her Ext2 sistemi bir “inode” yapısı üzerine kuruludur. Bu, sistemin düzenlenmesi açısından çok önemlidir. Bir inode, dosyanın verilerinin bulunduğu yer, izinleri, zaman damgaları ve türü gibi ayrıntıları içerir.

Her dosyanın kendine ait, benzersiz bir numara ile işaretlenmiş bir inode’u vardır. Inode’lar, hızlı erişim için inode tabloları adı verilen listelerde tutulur.

Ext2’deki klasörler, içlerindeki diğer dosya ve klasörlerin inode’larına bağlantıları olan özel dosyalardır. Bu yapı, dosyaların kolayca bulunmasını ve açılmasını sağlar, böylece Ext2 güçlü ve güvenilir bir sistem haline gelir.

Ext2 Veri Yapıları

Ext2 dosya sistemi, depolama alanını ayrı bloklara düzgün bir şekilde böler. Bu bloklar daha sonra silindir gruplarına yerleştirilir. Bu plan, dağınık dosyaları azaltmaya yardımcı olur ve özellikle büyük veri parçaları için diskin arama sıklığını sınırlar.

Her bloğun belirli bir görevi vardır. Bir süper blok grubu, bir bitmap blok grubu ve bir inode bitmap’i, ardından kullanıcı dosyaları ve klasörleri için temel veri bloklarını içerir.

Süper blok çok önemlidir. İşletim sistemini başlatmak için gerekli olan önemli ayrıntıları içerir. Güvenlik amacıyla, her silindir grubunda süper bloğun birçok kopyası oluşturulur. Ancak, sistem başlatıldığında yalnızca ilk bloktaki ana kopya kullanılır.

Ayrıca, tanımlayıcı grubu da çok önemlidir. Her silindir grubu için bitmap bloğunun, inode bitmap’inin ve inode tablosunun nerede başladığını takip eder. Bu yapılandırma, tanımlayıcı grubunun tablosuna kaydedilir ve verilerin hızlı bir şekilde bulunmasına ve yönetilmesine yardımcı olur.

Her inode birçok ayrıntı içerir, örneğin:

• Inode numarası, dosyalar ve klasörler için benzersiz bir ad.
• Dosya türü, normal dosya, klasör, bağlantı veya başka bir şey olup olmadığını gösterir.
• Dosyanın sahibi, dosyayı oluşturan veya kontrol eden kullanıcı.
• Dosyanın izinleri, dosyayı kimin okuyabileceğini, değiştirebileceğini veya çalıştırabileceğini belirtir.
• Oluşturulma tarihi, dosyanın ilk oluşturulduğu zaman.

Ext2 dosya sisteminin bu iyi planlanmış tasarımı, veri işlemeyi verimli hale getirir ve dosya depolama yapısını güvende tutar.

Dosya Sistemi Sınırları

Ext2 dosya sistemi, dosya formatından kaynaklanan bazı sınırlamalara sahiptir. Bu sınırlamalar işletim sisteminin kendisinden de kaynaklanmaktadır. Sistem oluşturulurken belirlenirler. Bu, dosyaların işlenme ve kullanma şeklini etkiler.

Ext2 sisteminin önemli bir özelliği blok boyutudur. Standart alfa kurulumu, en büyük blok boyutu olarak 8 KB’yi izin verir. Ancak bu, diğer bilgisayar türleri için farklıdır.

Ayrıca, birçok program 2 GB’den büyük dosyalarla sorun yaşar. Bu, büyük veri veya video dosyaları kullanan kişiler için sorun oluşturabilir.

Bir klasördeki dosya sayısı için en küçük sınır yaklaşık 32.768’dir. Kullanıcılar dikkatli olmalıdır. 10.000 ila 15.000 dosya içeren klasörler genellikle uyarılar oluşturur. Bu uyarılar, dosya işlemlerinin yavaşlayabileceği anlamına gelir. Bu nedenle, çok fazla öğe olması durumunda hız düşebilir.

Bir klasördeki dosyalar için fikir bazlı üst sınır çok büyüktür: 1,3 × 10^20. Ancak bu sayı gerçek hayatta pek işe yaramaz. Kullanıcılar genellikle bu sınıra yaklaşmadan çok önce önemli hız sorunları yaşarlar.

3. Ext3 (Third Extended File System/Üçüncü Genişletilmiş Dosya Sistemi)

Ext3, üçüncü bir genişletilmiş dosya sistemidir. Günlük kaydı özellikleri içerir. Ayrıca, Linux dağıtımlarında en yaygın kullanılan dosya sistemidir. Ext4 artık Ext3’ün yerini almıştır.

Ext2 ve Ext3 arasındaki temel fark günlük kaydıdır. Bir Ext3 sistemi, Ext2 sistemini yükleyip kullanabilir.

Bir diğer önemli fark, Ext3’ün dengeli bir ikili ağaç kullanmasıdır. Özellikle, AVL ağacı kullanır ve Orlov disk bloğu eşleştiricisini içerir.

Ek olarak, Ext3 bölümleri Ext2 ile aynı dosya yapısına sahiptir. Bu nedenle, Ext2’den Ext3’e kolayca geçebilirsiniz. Bu, özellikle kayıt defteri yanlışlıkla bozulursa yararlıdır. Bu, diskteki bozuk sektörler nedeniyle olabilir.

Özetle, Ext2 ve Ext3 arasında tam uyumluluk vardır. Ext2’yi Ext3’e veya tersini dönüştürebilirsiniz. Disk formatı değişmeden kaldığı için, Ext3 sistemini Ext2 olarak da yapılandırabilirsiniz.

Ext3 Avantajları

Daha yavaş olmasına ve diğerleri kadar büyüyememesine rağmen, bazı avantajları vardır. Örneğin, Ext2’den Ext3’e çok basit bir şekilde geçiş yapabilirsiniz. Bu değişiklik, diski silmenize gerek kalmadan tüm kaydedilmiş bilgilerinizi güvende tutmanızı sağlar.

Ayrıca, bilgisayarın ana gücünü daha az kullanır. Ext3, diğer Linux dosya sistemlerine göre daha güvenli olarak görülür. Daha basit tasarımı ve çok daha uzun test süresi, onu daha güvenli hale getirir.

Ayrıca, Ext3, Ext2’ye bir günlük ekler. Ağaç şeklinde klasörlere sahiptir ve sistem çalışırken bu klasörlerin büyümelerine izin verir.

1. Ext3 Sınırları

Ext3’ün iki ayrı boyut sınırı vardır. Bir sınır tek bir dosya içindir. Diğer sınır ise tüm sistem içindir. Ayrıntılı olarak, boyut sınırı 2 milyar, 147 milyon, 483 bin ve 647 bloktur.

2. Journal/Günlük Kaydı Düzeyleri

• Günlük (Düşük Risk)

Dosya ayrıntıları ve içeriği önce günlüğe kopyalanır. Bu işlem, dosyalar merkezi dosya sistemine taşınmadan önce gerçekleştirilir. Günlük her zaman diskte bulunur, bu da bazen işlemleri hızlandırabilir.

Ancak diğer durumlarda işlemleri yavaşlatabilir. Bunun nedeni, verilerin iki kez kaydedilmesi gerektiğidir. İlk olarak günlüğe kaydedilir, ardından merkezi sisteme kaydedilir.

• Sıralı (Orta Risk)

Bu şekilde, yalnızca dosya ayrıntıları günlüğe kaydedilir. Dosya içeriği önce diske yazılır. Bu, ilgili bilgiler günlüğe kaydedilmiş olarak işaretlenmeden önce gerçekleşir.

Bu yöntem çoğu Linux sisteminde standarttır. Kaydedilme sırasında elektrik kesintisi olursa, bazı veriler kaybolabilir. Bu nedenle, temizleme adımı tamamlanmamış dosyaları siler.

• Geri Yazma (Yüksek Risk)

Burada, yalnızca dosya ayrıntıları kaydedilir. Dosyaların gerçek içeriği günlüğe kaydedilmez. İçerik, günlüğün güncellenmesinden önce veya sonra kaydedilebilir.

Bu nedenle, bir sorun olursa dosyalar zarar görebilir. Örneğin, günlüğe kaydedilmeyi bekleyen bir dosya çok büyük olabilir. Bu dosya, sistem kontrol edildikten sonra kaldırılabilir.

Günlüğü düzelttikten sonra, dosyaların eski kopyaları tekrar görünebilir. Neyse ki, zamanlamanın kötü olmasından kaynaklanan birçok sorun hızlı bir şekilde düzeltilir. JFS bu seviyeyi kullanır, ancak yeniden başlatıldığında gereksiz öğeleri kaldırır.

Ext3 Dezavatajları

1. İşlevselliği

Ext3, Ext2 ile çalışır. Dolayısıyla, dosya yapıları Ext2’ye çok benzer. Ancak Ext3, yeni sistemlerin birçok özelliğine sahip değildir. Bunlar, uzantılar, hareketli inode’lar ve blok alt konumu gibi özelliklerdir.

Her klasör 31.998 alt klasöre sahip olabilir. Bu sınır, her inode’un 32 bağlantısı olması nedeniyle vardır.

Çoğu Linux dosya sistemi gibi, Ext3 kullanılırken fsck komutunu çalıştıramazsınız. Bağlı bir dosya sistemini kontrol ederseniz, yanlış hatalar görebilirsiniz. Bu hataları düzeltmeye de çalışabilir. Ancak bu, dosya sistemini aynı bırakabilir.

2. Dosya Dağınıklığı

Ext3 için dağınıklığı düzeltmek için çevrimiçi bir araç yoktur. Bunun yerine, E2defrag adlı bir çevrimdışı araç vardır, ancak önce sistemi Ext2’ye geri döndürmeniz gerekir.

E2defrag’ı kullanmak verilerinizi silebilir. Yine de, Shake ve Defrag gibi yardımcı olabilecek kullanıcı araçları vardır. Shake, tüm dosyayı bir görev olarak arar. Bu genellikle diskteki boş alanı aramakla sonuçlanır.

Defrag, her dosyayı kendi üzerine kopyalar. Ancak her iki araç da dosya sisteminde hiçbir şey yoksa çalışır. Çoğunlukla, bu sürüm için dağınıklığı düzeltmek için mükemmel bir araç yoktur.

Ext3 gibi bazı sistemler, bir dosya için en yakın boş blokları arar. Bu nedenle, Linux sisteminde dağınıklık konusunda çok endişelenmenize gerek yoktur. Ext3 dağınıklıkla iyi mücadele etse de, sistemler uzun süre sonra yine de kötüleşebilir.

Bu nedenle, Ext3 yakındaki dosya alanlarındaki uzantılarla çalışabilir.

3. Dosyaları Küçültme

Ext3 için resmi olmayan bir yama ile dosyaları küçültebilirsiniz. Bu yama, e2compr’ın doğrudan bir kopyasıdır. Henüz günlük kullanamadığı için daha fazla çalışma gereklidir.

4. Güvenlik ve Kontrol

Ext3, günlük kaydı sırasında hataları kontrol etmez. “barrier=1” seçeneği ayarlanmamışsa, donanım hasarı meydana gelebilir. Bu durumda, ani bir donanım arızası sırasında dosya sisteminde önemli hasar meydana gelme tehlikesi vardır.

Windows ve Ext3

Windows, Ext2 veya Ext3 için yerel destek sunmasa da, sürücüleri yükleyebilirsiniz. Bu sürücüler, tüm x86 Windows sistemlerinde bu tür dosya sistemlerine erişim sağlar.

Ayrıca, bu kurulum, ayrı programlar olmadan bölümleri bir araya getirmenize olanak tanır. Dosya sistemini, başka bir Windows bölümüymüş gibi görüntüler.

Alternatif olarak, dosyaları görüntülemek ve kopyalamak için bir program kullanabilirsiniz. Bu seçenek, bölümü bağlamaz, ancak Ext3 ve Ext2 dosyalarına erişir.

Aşağıda, Windows sisteminizde Ext sistemine erişimi sağlayan programlar listelenmiştir:

1. Ext2explore (Ext2Read)
2. DiskInternals Linux Reader
3. Ext2Fsd

4. Ext4 (Fourth Extended File System/Dördüncü Genişletilmiş Dosya Sistemi)

Ext4 sistemi hataya dayanıklıdır. Bunun nedeni, veri bütünlüğünün sağlanmasıdır. Meta verilerdeki değişiklikler önce günlüğe kaydedilir.

Linux 2.6.28’den itibaren, çekirdek resmi olarak Ext4’ü desteklemektedir. Ext4’ün çıkış tarihi 2008’dir. Ext4, Ext2 ve Ext3’ün geliştirilmiş bir sürümüdür. Bazı kritik veri yapıları değiştirilmiştir. Ayrıca, yalnızca kayıt defteri işlevselliği eklenmiştir.

Ayrıca, Ext4 daha iyi performans ve güvenilirlik sağlar. Daha zengin özellikler de sunar.

Ext2 ve Ext3’ten Ext4’e kolayca geçebilirsiniz. Birkaç komut uygulayarak diski biçimlendirmekten kaçınabilirsiniz. Sistemi yeniden başlatmanız da gerekmez. Ext4, orijinal veri yapısını korur. Ayrıca, yeni verileri etkili bir şekilde işler.

Şu anda Ext4, 1 EB (1024 TB) dosya sistemini desteklemektedir. Ayrıca maksimum 16 TB dosya boyutunu da desteklemektedir. Buna karşılık, Ext3 maksimum 2 TB dosya boyutunu desteklemektedir.

Ancak Ext4, sınırsız sayıda alt dizini desteklemektedir. Buna karşılık, Ext3 şu anda yalnızca 32.000 alt dizini desteklemektedir.

Ext3 dosya sistemine veri yazarken, blok eşleştirici 4 KB’lık bir blok ayırır. Bu, eşleştirme yapıldığında her zaman gerçekleşir. 100 MB’lık bir dosya yazmak, patlama eşleştiriciyi 25.600 kez çağırır.

Ek olarak, birden fazla veri bloğunu eşleştirmek için MBALLOC (Çoklu Blok Eşleştirici) kullanır.

Gecikmeleri Nasıl Yönetir?

Veri bloklarını dağıtmak için bir plan kullanır. Bu, blokların dağıtımını çok hızlı hale getirir.

Ext4 ve diğer yeni sistemler önbellek alanını atamak için bekler. Dosyanın blokları ayarlanıp kaydedilmeye hazır olana kadar beklerler.

Bu sayede, veri bloklarının ilk iki bölümünü iyileştirebilirsiniz. Bu iyileştirme, dosya yerleştirme ve toplam hızı çok daha iyi hale getirebilir.

Hızlı Disk Kontrolü

Fsck aracı çok yavaş olabilir. Öncelikle, her bir dosya listesini incelemesi gerekir.

Ancak Ext4, her grubun inode tablosuna kullanılmayan inode’ların bir listesini ekler.

Günlüğü Kontrol Etme

Günlük kısmı en çok kullanılan kısımdır. Ne yazık ki, bu genellikle sabit diskin bozulmasına neden olabilir.

Ayrıca, günlüğün verilerinin zarar görmesi daha fazla veri kaybına neden olabilir.

Ext4 günlük özelliği, veri günlüğünü kolayca kontrol eder. Herhangi bir hasar olup olmadığını tespit eder. Ext3 iki aşamalı işlem, tek adımda günlüğe kaydeder. Bu değişiklik, işlemleri hızlandırır.

Günlüğü Kapatma

Günlük genellikle çok dolabilir. Ancak Ext4, günlüğü kapatmanıza izin verir.

Bu seçenek, özel işleri olan kullanıcılar için işleri hızlandırabilir.

Çalışırken Parçalanmayı Düzeltme

Gecikmeli yerleştirme olsa bile, birçok grup kullanmak yardımcı olur. Bu yöntem, dosya sisteminin dağınıklığını azaltabilir.

Ancak, zamanla yine de dağınıklık meydana gelecektir.

Ext4, sistem açıkken dağınıklığı düzeltmenize izin verir. Tek tek dosyalar veya tüm sistem için e4defrag adlı bir araca sahiptir.

Inode Ayrıntıları

Ext4 çok büyük inode’ları destekler. Ayrıca, her inode’da daha fazla ayrıntı tutacak şekilde değiştirilmiştir.

Ayrıca, Ext4 yeni özelliklerin ve daha fazla inode depolama alanının kolayca eklenmesine izin verir.

Yerleşik Bellek Önbelleği

Disk görevleri için yerleşik bir bellek alanına sahiptir. Bu alan, işlemleri hızlandırmak için verileri yeniden kaydeder.

Bu nedenle, dosya sistemi verileri günlüğe kaydettikten sonra diske kaydetmelidir.

Günlüğün onayı önce kaydedilirse, günlük bozulabilir. Ayrıca, bu durum verilerinizin güvenliğini tehlikeye atabilir.

Varsayılan olarak, Ext4 bariyeri etkinleştirir. Ancak, tüm veriler hazırlandığında, bariyerden sonra verileri kaydedebilir.

Gelişmiş bir dosya sistemi denemek istiyorsanız, ZFS Nedir makalemize bakmanızı öneriyorum. Bu yapı, çok büyük miktarda veri depolayabilir ve verilerinizin doğruluğunu kontrol eder. Ayrıca yerleşik RAID özellikleri de içerir. Bu, ZFS’yi Ext gibi eski sistemlere göre daha güçlü bir seçenek haline getirir.