无人值守系统的“安全”ext4 配置

Question

我有一个运行 linux 的系统，它必须长时间无人值守运行。系统采用工业CF卡存储。大多数情况下没有写入闪存，尽管有时可以修改一些配置数据/设置。系统必须能够抵抗电源故障。

我想为此使用 ext4。为这种设置配置 ext4 的最佳方法是什么？铭记：

• 性能根本不是问题（尤其是写入性能）
• 断电时，系统应始终以干净的状态启动，即使这意味着最后几秒钟写入的数据丢失
• 如果可以避免 fsck，那就更好了。

（我知道这个相关问题： 防止断电时 ext4/Linux 驱动器上的数据损坏）

Answer 1

我将首先说，就我而言，EXT（在它的所有化身中）是一个非常糟糕的文件系统——我在相对较少的 Linux/EXT 中看到了更多“有趣”的文件系统损坏案例{2,3,4} 我管理的系统比我有机会使用的相对大量的 Not-EXT 文件系统所拥有的系统多。
如果可能的话，尝试选择一个更健壮的文件系统。当不可避免的事情发生时，你会感谢自己。

话虽如此，我所有的个人偏见都被公开并搁置一旁，EXT4 确实具有我能想到的三个功能，可以帮助您：

• 日记
  EXT4可以是一个日志文件系统，如果你希望它是。启用日志功能（并将数据日志模式专门设置为journalviatune2fs或作为挂载选项）。
  这会导致性能下降，因为所有数据必须在“提交”到文件系统之前写出到 EXT 日志（每次写入基本上发生两次），但它确保您始终可以恢复，只要日志重放将使您没有任何问题。

• SYNChronous Mounts
  当安全至上时，使用该sync选项挂载文件系统总是一个好主意。这会立即强制所有写入磁盘 - 这同样会影响性能，但如果您预计电源故障或随机陌生人将 CF 卡拔出，这是一个好主意。

• 尽可能地限制可写文件系统 这不是特定于 EXT 的，但是非常普遍的 Linux 哲学“只需创建一个大的根分区并将所有内容都转储到其中”，坦率地说，是愚蠢的。创建适当的文件系统结构（/、/var、/usr、/home等...），并以只读方式挂载尽可能多的文件系统。
  为了安全起见，这曾经是 unix 系统的常见建议，但在您的情况下，它有一个额外的好处：如果您不能写入文件系统，您就不能破坏它。

Answer 2

我一直在为船上的自动化构建一个系统，有一个先决条件：每时每刻都可能功率下降，并且一切都必须再次正确助推。

我的解决方案是构建一个基于 Gentoo 的 initramfs 系统，只有一个 rw 文件夹用于应用程序和配置（这是每个路由器/防火墙供应商使用的方法）。在处理系统升级时，此解决方案增加了一层额外的复杂性，但可以向您保证系统将始终启动。

关于您的具体问题，您应该启用EXT4日志以获得更快的 fsck（几秒），使用data=journal挂载选项，降低提交选项或使用同步选项以保持缓冲区始终为空。

参考：http : //www.kernel.org/doc/Documentation/filesystems/ext4.txt

Answer 3

EXT4 听起来不是您系统的最佳选择；我建议查看日志结构的文件系统。它们的工作原理是将数据视为针对虚拟流的写入更新的恒定流，并带有指向最新“头”的指针。通过将数据和元数据写入存储，然后更新指针来进行更新。在写入之后但在指针更新之前发生崩溃的情况下，最新数据丢失但文件系统是一致的。

两个候选文件系统是LogFS和NILFS。两者都在主线 Linux 内核中可用。