Erstellen und Konvertieren von ext2-, ext3- und ext4-Dateisystemen

Das Linux-Dateisystem ist eine hierarchische Dateistruktur, die definiert, wie Dateien auf einem Linux-Betriebssystem gespeichert und darauf zugegriffen wird. Es handelt sich um eine logische Struktur, die in das System integriert ist und die Dateiverwaltung verwaltet, die die systematische Speicherung, den Zugriff und die Änderung von Dateien über Verzeichnisse und Unterverzeichnisse hinweg umfasst.

Das Dateisystem verwaltet Attribute wie Dateiname, Größe, Inodes, Benutzer- und Gruppenbesitz, Erstellungsdatum usw. Die systematische Speicherung der Daten ermöglicht einen einfacheren und schnelleren Dateizugriff und damit reibungslose Arbeitsabläufe.

Bevor wir zeigen, wie man Dateisysteme erstellt und konvertiert, wollen wir uns die wichtigsten Dateisysteme ansehen, die heute auf Linux-Systemen verwendet werden.

ext2 – Zweites erweitertes Dateisystem

Das ext2-Dateisystem, das auch als zweites erweitertes Dateisystem bekannt ist, wurde in den frühen Linux-Versionen im Jahr 1993 eingeführt. Es löste das Extended File System (Ext FS) ab, das erste Dateisystem, das für den Linux-Kernel entwickelt wurde. Aufgrund von Leistungsproblemen und anderen Nachteilen wurde das EXt-Dateisystem durch Ext2 ersetzt, das robuster war und eine verbesserte Leistung bot.

Das Ext2-Dateisystem ist portabel und verfügt nicht über die Journaling-Funktion, die mit einem Ressourcen-Overhead durch zusätzliche Datenverarbeitung, Speicherverbrauch und Festplattenzugriff verbunden ist. Daher ist das Ext2-Dateisystem ideal für Flash-basierte Speichergeräte wie USB-Sticks, Memory Sticks und SD-Karten.

ext3 – Drittes erweitertes Dateisystem

Das Ext3-Dateisystem, auch bekannt als Third Extended File System, wurde im November 2001 für den Linux-Kernel Version 2.4.15 veröffentlicht. Das Ext3-Dateisystem ist eine deutliche Verbesserung gegenüber Ext2 und wird immer noch in einigen Linux-Distributionen verwendet.

Genau wie Ext2 unterstützt das Ext3-Dateisystem eine maximale Dateigröße von 2 TB und begrenzt die Länge des Dateinamens auf 255 Bytes. Im Gegensatz zu seinem Vorgänger unterstützt das Ext3-Dateisystem Journaling, was die größte Verbesserung darstellt.

Journaling bringt signifikante Verbesserungen mit sich, wie z. B.:

Verringert die Wahrscheinlichkeit von Datenverlust oder -beschädigung durch Stromausfall oder Systemabsturz.
Verfolgt die vorgenommenen Änderungen und protokolliert sie in Dateien.
Belebt das Dateisystem nach einem Systemabsturz neu.

Ext4 – Viertes erweitertes Dateisystem

Das ext4-Dateisystem ist ein weiteres Journaling-Dateisystem, das der Nachfolger des ext3-Dateisystems ist, das im Dezember 2008 veröffentlicht wurde und derzeit das weit verbreitete Dateisystem ist, insbesondere in Debian/Ubuntu-Systemen.

Es unterstützt Dateien und Dateisysteme mit einer Größe von bis zu 16 TB und begrenzt die maximale Länge des Dateinamens auf 255 Bytes.

Zu den wichtigsten Highlights von Ext4 gehören:

Verbesserungen bei der Zuweisung – Das Ext4-Dateisystem verbessert die Lese- und Schreibleistung durch effiziente Zuweisung von Speicherblöcken, bevor sie auf die Festplatte geschrieben werden.
Verbesserungen bei der Zeitstempel – Das Ext4-Dateisystem verlängert das Datum bis zum 10. Mai 2446, indem es dem Zeitstempel zusätzliche 408 Jahre hinzufügt.
Schnellere Dateisystemprüfungen – Im Ext4-Dateisystem sind Inodes und nicht zugewiesene Blockgruppen vormarkiert. Auf diese Weise wird die Zeit, die zum Ausführen von e2fsck- und fsck-Befehlen benötigt wird, erheblich reduziert, was zu schnelleren Dateisystemprüfungen führt.
Online-Defragmentierung – Einer der Nachteile von Ext2- und Ext3-Dateisystemen ist die Defragmentierung von Festplatten, die sich unweigerlich auf die Festplattenleistung auswirkt. Das ext4-Dateisystem stellt das e4defrag-Tool zur Verfügung, ein Befehlszeilentool, das zur Defragmentierung von Ext4-Dateisystemen verwendet wird und dadurch die Leistung optimiert.
Journal-Prüfsummen – Wir haben bereits die Vorteile des Journalings gesehen, darunter die Ermöglichung der Wiederherstellung im Falle eines Hardwarefehlers, der zur Beschädigung von Dateien führt. Die Option für die Journal-Prüfsumme steigert die Leistung, da sie die Zeit verkürzt, die für die Journalerstellung benötigt wird.

Wie bestimme ich den Dateisystemtyp?

Um den Typ Ihres Linux-Dateisystems zu bestimmen, führen Sie den folgenden Befehl im Terminal als Root-Benutzer aus.

# df -hT | awk '{print $1,$2,$NF}' | grep "^/dev"

/dev/sda1 ext4 /
/dev/sda2 vfat /boot/efi
/dev/sdb3 ext4 /media/tecmint/Personal_Sites
/dev/sdb1 ext4 /media/tecmint/Personal_Data
/dev/sdb2 ext4 /media/tecmint/Linux_Data

Warnung: Bitte führen Sie eine wichtige Datensicherung durch, bevor Sie die folgenden Befehle ausführen.

Erstellen eines ext2-, ext3- oder ext4-Dateisystems

Nachdem Sie ein Dateisystem mit dem Befehl fdisk oder parted erstellt haben, verwenden Sie den Befehl mke2fs, um eines der Dateisysteme zu erstellen, und stellen Sie sicher, dass Sie sdXX durch Ihren Gerätenamen ersetzen.

Erstellen eines ext2-Dateisystems

Um das Dateisystem in ein Ext2-Dateisystem zu konvertieren, führen Sie den folgenden Befehl als root aus.

# mke2fs /dev/sdX

Erstellen eines ext3-Dateisystems

Um ein EXt3-Dateisystem zu erstellen, führen Sie den folgenden Befehl aus:

# mkfs.ext3 /dev/sdX
OR
mke2fs –j /dev/sdX

Im obigen Befehl wird die Option -j für das Journaling verwendet.

Erstellen des ext4-Dateisystems

Um ein Ext4-Dateisystem zu erstellen, formatieren Sie den Dateisystemblock wie gezeigt.

# mkfs.ext4 /dev/sdX
OR 
mke2fs -t ext4 /dev/sdX

Im obigen Befehl wird die Option -t verwendet, um den Dateisystemtyp anzugeben.

Konvertieren eines ext2-, ext3- oder ext4-Dateisystems

Die Konvertierung von einem Dateisystem in ein anderes ist eine recht einfache Aufgabe. Angenommen, Sie haben einen Ext2-Partitionsblock mit der Bezeichnung /dev/sdb1, der auf dem /data-Bereitstellungspunkt gemountet ist.

Sie finden es in den Einträgen in der Datei /etc/fstab, die wie gezeigt beschriftet sind.

/dev/sdb1       /data             ext2    defaults      0 0

Um fortzufahren, trennen Sie zuerst die Partition.

# umount /dev/sdb1

Ext2 in Ext3 konvertieren

Um es in Ext3 zu konvertieren, verwenden Sie den Befehl tune2fs und übergeben Sie die Option -j, um das Journaling zu aktivieren.

# tune2fs /dev/sdb1

Bearbeiten Sie als Nächstes die Datei /etc/fstab und ändern Sie den Dateisystemtyp in ext3. Der Eintrag sollte also so aussehen.

/dev/sdb1       /data             extd3    defaults      0 0

Mounten Sie dann die Partition mit dem Befehl mount.

# mount /dev/sdb1 /data

Starten Sie abschließend das System neu

# reboot

Konvertieren Sie Ext2 in Ext4

Heben Sie wie zuvor die Bereitstellung des Blockvolumes auf.

# umount /dev/sdb1

Verwenden Sie als Nächstes den Befehl tune2fs zusammen mit der Option "-O extents,uninit_bg,dir_index", um das Journaling zu aktivieren.

# tune2fs -O extents,uninit_bg,dir_index /dev/sdb1

Mounten Sie wie zuvor das Dateisystem und starten Sie das System neu.

# mount /dev/sdb1 /data

Starten Sie abschließend das System neu.

# reboot

Ext3 in ext4 konvertieren

Das Verfahren zum Konvertieren von Ext3 nach Ext4 ähnelt dem Konvertieren von Ext2 in Ext4.

Heben Sie also zuerst das Blockvolume aus.

# umount /dev/sdb1