O EXT3/4 é atualmente o sistema de arquivos mais utilizado no mundo Linux. Usado por padrão pela grande maioria das distribuições.
Tudo começou com o sistema EXT (Extended File System), introduzido em 1992. Nos estágios primários de desenvolvimento, o Linux utilizava um sistema de arquivos bem mais antigo, o MinixFS (o Minix é um sistema Unix, que Linux Torvalds usou como base nos estágios primários do desenvolvimento do Linux). Entretanto, o MinixFS possuía pesadas limitações, mesmo para a época. Os endereços dos blocos de dados tinham apenas 16 bits, o que permitia criar partições de no máximo 64 MB. Além disso, o sistema não permitia nomes de arquivos com mais de 14 caracteres.
Não é de se estranhar que, em pouco tempo o Linux ganhou seu sistema de arquivos próprio, o "Extended File System", ou simplesmente EXT, que ficou pronto em Abril de 92 a tempo de ser incluído no Kernel 0.96c.
Nesta primeira encarnação, o EXT permitia a criação de partições de até 2 GB e suportava nomes de arquivos com até 255 caracteres. Foi um grande avanço, mas o sistema ainda estava muito longe de ser perfeito. O desempenho era baixo e ele era tão sujeito a fragmentação de arquivos quanto o sistema FAT. Além disso, logo começaram a surgir HDs com mais de 2 GB, de forma que em 1993 surgiu a primeira grande atualização, na forma do EXT2.
O EXT2 trouxe suporte a partições de até 32 TB, manteve o suporte a nomes de arquivos com até 255 caracteres, além de diversos outros recursos.
O maior problema do EXT2 é que ele não inclui nenhum sistema de tolerância a falhas. Sempre que o sistema é desligado incorretamente, é necessário utilizar o fsck, um utilitário similar ao scandisk do Windows, que verifica todos os blocos do sistema de arquivos, procurando por inconsistências entre as estruturas e descrições e os dados efetivamente armazenados.
O teste do fsck demora bastante (bem mais que o scandisk) e o tempo cresce proporcionalmente de acordo com o tamanho da partição. Em um HD atual, o teste pode, literalmente, demorar horas.
Este problema foi corrigido com o EXT3, que foi introduzido em 1999. A principal característica do EXT3 é o uso do recurso de journaling, onde o sistema de arquivos mantém um journal (diário) das alterações realizadas, um recurso similar ao LFS usado no NTFS.
Este "diário" armazena uma lista das alterações realizadas, permitindo que o sistema de arquivos seja reparado de forma muito rápida após o desligamento incorreto. O fsck continua sendo usado, mas agora ele joga de acordo com as novas regras, realizando o teste longo apenas quando realmente necessário.
O EXT3 possui três modos de operação:
No modo ordered (o default), o journal é atualizado no final de cada operação. Isto faz com que exista uma pequena perda de desempenho, já que a cabeça de leitura do HD precisa realizar duas operações de gravação, uma no arquivo que foi alterada e outra no journal (que também é um arquivo, embora especialmente formatado) ao invés de apenas uma.
No modo writeback o journal armazena apenas informações referentes à estrutura do sistema de arquivos (metadata) e não em relação aos arquivos propriamente ditos, e é gravado de forma mais ocasional, aproveitando os momentos de inatividade. Este modo é o mais rápido, mas em compensação oferece uma segurança muito menor contra perda e corrompimento de arquivos causados pelos desligamentos incorretos.
Finalmente, temos o modo journal, que é o mais seguro, porém mais lento. Nele, o journal armazena não apenas informações sobre as alterações, mas também uma cópia de segurança de todos os arquivos modificados, que ainda não foram gravados no disco. A cada alteração, o sistema grava uma cópia do arquivo (no journal), atualiza as informações referentes à estrutura do sistema de arquivos, grava o arquivo e atualiza novamente o journal, marcando a operação como concluída. Como disse, isso garante uma segurança muito grande contra perda de dados, mas em compensação reduz o desempenho drasticamente. Justamente por causa disso, este é o modo menos usado.
Para usar o modo writeback ou o modo journal, você deve adicionar a opção "data=writeback", ou "data=journal" nas opções referentes à partição, dentro do arquivo "/etc/fstab".
Desta forma, ao invés de usar "/dev/hda5 /mnt/hda5 ext3 defaults 0 2", por exemplo, você usaria "/dev/hda5 /mnt/hda5 ext3 data=writeback 0 2"
O EXT3 (assim como o EXT2) utiliza endereços de 32 bits e blocos (análogos aos clusters usados no sistema FAT) de até 8 KB. Tanto o tamanho máximo da partição, quanto o tamanho máximo dos arquivos são determinados pelo tamanho dos blocos, que pode ser escolhido durante a formatação:
Tamanho dos blocos Tamanho máximo da partição Tamanho máximo dos arquivos
1 KB 2 TB 16 GB
2 KB 8 TB 256 GB
4 KB 16 TB 2 TB
8 KB 32 TB 2 TB
Uma observação é que, em versões antigas do Kernel, o limite para o tamanho máximo de arquivos no EXT2 já foi de 2 GB e em seguida de 16 GB, mas ambas as limitações caíram a partir do Kernel 2.6, chegando à tabela atual.
Por padrão, o tamanho do bloco é determinado automaticamente, de acordo com o tamanho da partição, mas é possível forçar o valor desejado usando o parâmetro "-b" do comando mkfs.ext3 (usado para formatar as partições EXT3 no Linux), como em "mkfs.ext3 -b 2048 /dev/hda1" (cria blocos de 2 KB) ou "mkfs.ext3 -b 4096 /dev/hda1" (para blocos de 4 KB).
Assim como no caso do NTFS, usar clusters maiores resulta em mais espaço desperdiçado (sobretudo ao guardar uma grande quantidade de arquivos pequenos) mas, além do aumento no tamanho máximo dos arquivos e partições, resulta em um pequeno ganho de desempenho, já que reduz o processamento e o número de atualizações na estrutura do sistema de arquivos ao alterar os dados gravados.
Embora o limite de 32 TB para as partições EXT3 não seja um problema hoje em dia, ele tende a se tornar um obstáculo conforme os HDs crescerem em capacidade, assim como os limites anteriores. Para evitar isso, o EXT4, legítimo sucessor do EXT3, incorporou o uso de endereços de 48 bits, o que permite endereçar um volume virtualmente ilimitado de blocos. Só para referência, o EXT4 permite criar partições de até 1024 petabytes :). O limite de 2 TB para os arquivos também foi removido, abrindo espaço para o armazenamento de bases de dados gigantes e outros tipos de arquivos que eventualmente venham a superar esta marca.
Embora existam diversos outros sistemas de arquivos para o Linux, como o ReiserFS, XFS, JFS e assim por diante, o EXT3 continua sendo o sistema de arquivos mais utilizado, já que ele atende bem à maioria e é muito bem testado e por isso bastante estável. A tendência é que o EXT3 seja lentamente substituído pelo EXT4 e os demais sistemas continuem entrincheirados em seus respectivos n
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