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EXT2 EXT3 EXT4的特点

发布时间:2011-10-01 13:38:50来源:红联作者:rstz
[i=s] 本帖最后由 rstz 于 2011-10-1 15:51 编辑 [/i]

最近在看鸟哥的书,Linux 磁盘与文件系统管理中,只提到EXT2,EXT3文件系统,可目前系统默认的文件系统已是EXT4,网上找到了一点资料,与有需要的新手分享,一起进步。

Linux kernel 自 2.6.28 开始正式支持新的文件系统 Ext4。 Ext4 是 Ext3 的改进版,修改了 Ext3 中部分重要的数据结构,而不仅仅像 Ext3 对 Ext2 那样,只是增加了一个日志功能而已。Ext4 可以提供更佳的性能和可靠性,还有更为丰富的功能:

1. 与 Ext3 兼容。 执行若干条命令,就能从 Ext3 在线迁移到 Ext4,而无须重新格式化磁盘或重新安装系统。原有 Ext3 数据结构照样保留,Ext4 作用于新数据,当然,整个文件系统因此也就获得了 Ext4 所支持的更大容量。

2. 更大的文件系统和更大的文件。 较之 Ext3 目前所支持的最大 16TB 文件系统和最大 2TB 文件,Ext4 分别支持 1EB(1,048,576TB, 1EB=1024PB, 1PB=1024TB)的文件系统,以及 16TB 的文件。

3. 无限数量的子目录。 Ext3 目前只支持 32,000 个子目录,而 Ext4 支持无限数量的子目录。

4. Extents。 Ext3 采用间接块映射,当操作大文件时,效率极其低下。比如一个 100MB 大小的文件,在 Ext3 中要建立 25,600 个数据块(每个数据块大小为 4KB)的映射表。而 Ext4 引入了现代文件系统中流行的 extents 概念,每个 extent 为一组连续的数据块,上述文件则表示为“该文件数据保存在接下来的 25,600 个数据块中”,提高了不少效率。

5. 多块分配。 当写入数据到 Ext3 文件系统中时,Ext3 的数据块分配器每次只能分配一个 4KB 的块,写一个 100MB 文件就要调用 25,600 次数据块分配器,而 Ext4 的多块分配器“multiblock allocator”(mballoc) 支持一次调用分配多个数据块。

6. 延迟分配。 Ext3 的数据块分配策略是尽快分配,而 Ext4 和其它现代文件操作系统的策略是尽可能地延迟分配,直到文件在 cache 中写完才开始分配数据块并写入磁盘,这样就能优化整个文件的数据块分配,与前两种特性搭配起来可以显著提升性能。

7. 快速 fsck。 以前执行 fsck 第一步就会很慢,因为它要检查所有的 inode,现在 Ext4 给每个组的 inode 表中都添加了一份未使用 inode 的列表,今后 fsck Ext4 文件系统就可以跳过它们而只去检查那些在用的 inode 了。

8. 日志校验。 日志是最常用的部分,也极易导致磁盘硬件故障,而从损坏的日志中恢复数据会导致更多的数据损坏。Ext4 的日志校验功能可以很方便地判断日志数据是否损坏,而且它将 Ext3 的两阶段日志机制合并成一个阶段,在增加安全性的同时提高了性能。

9. “无日志”(No Journaling)模式。 日志总归有一些开销,Ext4 允许关闭日志,以便某些有特殊需求的用户可以借此提升性能。

10. 在线碎片整理。 尽管延迟分配、多块分配和 extents 能有效减少文件系统碎片,但碎片还是不可避免会产生。Ext4 支持在线碎片整理,并将提供 e4defrag 工具进行个别文件或整个文件系统的碎片整理。

11. inode 相关特性。 Ext4 支持更大的 inode,较之 Ext3 默认的 inode 大小 128 字节,Ext4 为了在 inode 中容纳更多的扩展属性(如纳秒时间戳或 inode 版本),默认 inode 大小为 256 字节。Ext4 还支持快速扩展属性(fast extended attributes)和 inode 保留(inodes reservation)。

12. 持久预分配(Persistent preallocation)。 P2P 软件为了保证下载文件有足够的空间存放,常常会预先创建一个与所下载文件大小相同的空文件,以免未来的数小时或数天之内磁盘空间不足导致下载失败。 Ext4 在文件系统层面实现了持久预分配并提供相应的 API(libc 中的 posix_fallocate()),比应用软件自己实现更有效率。

13. 默认启用 barrier。 磁盘上配有内部缓存,以便重新调整批量数据的写操作顺序,优化写入性能,因此文件系统必须在日志数据写入磁盘之后才能写 commit 记录,若 commit 记录写入在先,而日志有可能损坏,那么就会影响数据完整性。Ext4 默认启用 barrier,只有当 barrier 之前的数据全部写入磁盘,才能写 barrier 之后的数据。(可通过 "mount -o barrier=0" 命令禁用该特性。)
文章评论

共有 110 条评论

  1. sheng7625 于 2012-05-14 17:49:16发表:

    领教了

  2. gxggzsq 于 2012-05-08 14:17:35发表:

    谢谢lz

  3. larmbr 于 2012-05-04 14:48:32发表:

    感谢分享,学习了,谢谢!!!

  4. 于 2012-04-29 14:35:39发表:

    很有收获,谢谢!

  5. orangemoon 于 2012-04-28 10:23:28发表:

    鸟哥的书刚看到这一章,感谢LZ的解答

  6. ediad 于 2012-04-25 16:34:52发表:

    很好,长知识了,谢谢哦@

  7. comsiongod 于 2012-04-25 10:28:08发表:

    新手上手 学习学习

  8. zhouyuanjing 于 2012-04-24 22:03:08发表:

    受教

  9. 云飞1992 于 2012-04-10 19:47:14发表:

    不是菜鸟能看懂的

  10. Mendax 于 2012-04-01 17:52:58发表:

    学习了,谢谢楼主分享~

  11. circletiger 于 2012-04-01 10:46:26发表:

    技术的进步确实是一日千里。

  12. huang_sw 于 2012-03-31 20:53:45发表:

    谢谢分享 受教了

  13. brush1299u2 于 2012-03-26 02:53:40发表:

    新人报道----既然来了,就留下你的脚印吧

  14. brush1299u2 于 2012-03-26 01:47:19发表:

    有事直接奔主题, 不要拿你的无知, 挑战我的黑名单。

  15. tengyue1023 于 2012-03-25 23:12:06发表:

    呵呵 学习了下,感觉还好

  16. rxcj60389s64 于 2012-03-24 11:08:13发表:

    文笔流畅,修辞得体,深得魏晋诸朝遗风,更将唐风宋骨发扬得入木三分,能在有生之年看见楼主的这个帖子。实在是我三生之幸啊。看完楼主的这个帖子之后,我竟感发生出一种无以名之的悲痛感——啊,这么好的帖子,如果将来我再也看不到了,那我该怎么办?那我该怎么办?直到我毫不忧郁的把楼主的这个帖子收藏了。我内心的那种激动才逐渐平复下来。可是我立刻想到,这么好的帖子,倘若别人看不到,那么不是浪费楼主的心血吗?经过痛苦的思想斗争,我终于下定决心,我要把这个帖子一直往上顶,往上顶!顶到所有人都看到为止!

  17. line_us 于 2012-02-17 15:16:00发表:

    很清楚的介绍

  18. yuyueliuxing 于 2012-02-08 23:05:30发表:

    学习学习

  19. google_goal 于 2012-02-08 19:31:13发表:

    l路过

  20. 澜心灵犀 于 2012-02-05 12:58:53发表:

    谢谢楼主,来学习一下

  21. qpyx456com 于 2012-02-05 02:07:57发表:

    我想我明白楼主的意思了

  22. Emkdir 于 2012-01-25 21:40:07发表:

    与时俱进,不然就被技术淘汰(6)m:b

  23. yyl2012 于 2012-01-24 21:11:15发表:

    很好啊 可以学到很多以前不太清楚的概念 真的很谢谢你啊 楼主

  24. f1662 于 2012-01-20 11:47:09发表:

    {:2_92:}

  25. Askanswer 于 2012-01-19 20:02:09发表:

    感谢分享,学习了。

  26. ovhay 于 2012-01-19 10:22:04发表:

    了解下

  27. debianer 于 2012-01-13 09:10:39发表:

    我现在装系统还是用着Ext3.看来要多点了解Ext4文件系统才行,毕竟Ext3被淘汰是必然的事。
    好文。。

  28. xcn1989 于 2012-01-11 22:50:11发表:

    ddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd

  29. dean_landon 于 2012-01-11 22:21:36发表:

    谢谢分享

  30. seiy5437 于 2012-01-11 20:25:14发表:

    看完楼主的帖子,我的心情竟是久久不能平静。正如老子所云:大音希声,大象无形。我现在终于明白我缺乏的是什么了,正是楼主那种对真理的执着追求和楼主那种对理想的艰苦实践所产生的厚重感。面对楼主的帖子,我震惊得几乎不能动弹了,楼主那种裂纸欲出的大手笔,竟使我忍不住一次次地翻开楼主的帖子,每看一次,赞赏之情就激长数分,我总在想,是否有神灵活在它灵秀的外表下,以至能使人三月不知肉味,使人有余音绕梁、三日不绝的感受。楼主,你写得实在是太好了。我惟一能做的,就只有把这个帖子顶上去这件事了。

  31. ligz925 于 2011-12-28 10:11:15发表:

    学习了

  32. bobo382503077 于 2011-12-25 19:59:25发表:

  33. allan5220 于 2011-12-16 17:08:56发表:

    百度百科已经有了!

  34. bmlinux 于 2011-12-07 15:45:20发表:

    学习了 ,红联我的家

  35. myts777 于 2011-12-05 14:36:52发表:

    说的很全面,学习了!

  36. xiaocang 于 2011-12-04 21:35:17发表:

    好东西 谢谢分享

  37. ljt010612115 于 2011-12-03 21:07:09发表:

    looklooklooklooklooklooklooklooklooklook

  38. yxykshj 于 2011-12-01 23:37:49发表:

    guansui

  39. zlong 于 2011-12-01 19:13:23发表:

    E4时代来了!

  40. huihuang1515 于 2011-12-01 15:17:49发表:

    了解了?_?