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ext4

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ext4
开发者Mingming Cao, Andreas Dilger, Alex Zhuravlev (Tomas), Dave Kleikamp, Theodore Ts'o, Eric Sandeen, Sam Naghshineh, others
全称Fourth extended file system
发布稳定版: 2008年10月21日
不稳定版: 2006年10月10日 (Linux 2.6.28, 2.6.19)
分区标识0x83(MBR
EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7(GPT
结构
目录内容链表, hashed B-tree
文件分配Extents/Bitmap
坏块表格
限制
最大文件尺寸16 TiB(for 4k block filesystem)
最大文件数量40亿(在文件系统创建时指定)
最长文件名256字节
最大卷容量1 EiB
文件名字符集除NULL('\0')和 '/'外之所有字符(大小写敏感)
功能
日期记录修改(mtime),属性修改(ctime),读取(atime),删除(dtime),创建(crtime)
日期范围1901年12月14日 - 2514年4月25日
日期分辨率纳秒
岔流
属性extents, noextents, mballoc, nomballoc, delalloc, nodelalloc, data=journal, data=ordered, data=writeback, commit=nrsec, orlov, oldalloc, user_xattr, nouser_xattr, acl, noacl, bsddf, minixdf, bh, nobh, journal_dev
文件系统权限POSIX
透明压缩
透明加密
单一实例存储(SIS)
操作系统支持LinuxAndroidWindows(通过Ext2Fsd

第四代扩展文件系统(英语:Fourth extended filesystem,缩写为ext4)是Linux系统下的日志文件系统,是ext3文件系统的后继版本。

历史[编辑]

ext4原始的开发目标是一系列的向下兼容ext3、移除其64位限制与提升其性能的延伸包[1]。然而,某些Linux开发者因稳定性原因而拒绝将这些延伸包应用在ext3上[2],并要求其作为ext3的分支,改名为ext4并另行开发,以免影响到目前的ext3用户。该要求被接受以后,ext3维护者曹子德(Theodore Ts'o)在2006年6月28日公开了ext4的开发项目[3]

在Linux核心2.6.19版中,首次导入ext4的一个先期开发版本[4]。在2008年10月11日,ext4被当成稳定版本,加入Linux 2.6.29版的源代码中,ext4的开发阶段进入尾声[5]。2008年12月25日,Linux 2.6.29版公开发布之后,ext4成为Linux官方的建议默认文件系统。

2010年1月15日,Google宣布将他们公司使用的文件系统,由ext2,升级为ext4。在同年12月14日,Google也宣布他们将在Android 2.3版中,使用ext4来取代之前的YAFFS

特色[编辑]

大型文件系统
ext4文件系统可支持最高1 Exbibyte的分区[6]与最大16 Tebibyte的文件。
Extents
ext4引进了Extent文件存储方式,以取代ext2/3使用的block mapping方式。Extent指的是一连串的连续实体block,这种方式可以增加大型文件的效率并减少分裂文件。ext4支持的单一Extent,在单一block为4KB的系统中最高可达128MB[1]。单一inode中可存储4笔Extent;超过四笔的Extent会以Htree方式被索引。
向下兼容
ext4向下兼容于ext3ext2,因此可以将ext3和ext2的文件系统挂载为ext4分区。由于某些ext4的新功能可以直接运用在ext3和ext2上,直接挂载即可提升少许性能。
ext3文件系统可以部分向上兼容于ext4(也就是说ext4文件系统可以被挂载为ext3分区)。然而若是使用到Extent技术的ext4将无法被挂载为ext3。
预留空间
ext4允许对一文件预先保留磁盘空间。目前大多数文件系统做到这点的方式是直接产生一个填满0的文件;ext4和XFS可以使用Linux核心中的一个新的系统调用“fallocate()”获取足够的预留空间。
延迟获取空间
ext4使用一种称为allocate-on-flush的方式,可以在资料将被写入磁盘(sync)前才开始获取空间;大多数文件系统会在之前便获取需要的空间。这种方式可以增加性能并减少文件分散程度。
突破32000子目录限制
ext3的一个目录下最多只能有32000个子目录。ext4的子目录最高可达64000,且使用“dir_nlink”功能后可以达到更高(虽然父目录的link count会停止增加)。为了避免性能受到大量目录的影响,ext4默认开启Htree(一种特殊的B树)索引功能。该功能已经实现于Linux核心2.6.23版。
日志校验和
Ext4使用校验和特性来提高文件系统可靠性,因为日志是磁盘上被读取最频繁的部分之一。这个特性还有一个好处就是可以安全地避免日志处理时磁盘I/O的等待,而稍微提高一些性能。日志校验和的技术源于威斯康辛大学的一篇名为IRON File Systems的研究论文(见第六节transaction checksums校验和处理)[7]
在线磁盘整理
对于在线磁盘整理工具有许多草案,但是这些草案都没有被包含在主流的内核当中。即使Ext4包含有许多避免磁盘碎片的技术,但是磁盘碎片还是难免会在一个长时间使用过的文件系统中存在。Ext4将会有一个具有磁盘整理功能的工具[8]
快速文件系统检查
Ext4将未使用的区块标记在inode当中,这样可以使诸如e2fsck之类的工具在磁盘检查时将这些区块完全跳过,而节约大量的文件系统检查的时间。这个特性已经在2.6.24版本的Linux内核中实现。

参见[编辑]

参考信息[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Mathur, Avantika; Cao, MingMing; Bhattacharya, Suparna; Dilger, Andreas; Tomas, Alex; Vivier, Laurent. The new ext4 filesystem: current status and future plans (PDF). Proceedings of the Linux Symposium. Ottawa, ON, CA: Red Hat. 2007 [2008-01-15]. [永久失效链接]
  2. ^ Torvalds, Linus. extents and 48bit ext3. LKML. 2006-06-09 [2009-10-23]. (原始内容存档于2017-08-22). 
  3. ^ Ts'o, Theodore. Proposal and plan for ext2/3 future development work. LKML. 2006-06-28 [2009-10-23]. (原始内容存档于2009-02-19). 
  4. ^ Leemhuis, Thorsten. Higher and further: The innovations of Linux 2.6.28(page 2). Heise Online. 2008-12-23 [2010-01-09]. (原始内容存档于2009-01-03). 
  5. ^ ext4: Rename ext4dev to ext4. Linus' kernel tree. [2008-10-20]. (原始内容存档于2019-12-10). 
  6. ^ Migrating to Ext4. DeveloperWorks. IBM. [2008-12-14]. (原始内容存档于2008-12-01). 
  7. ^ Vijayan Prabhakaran; 等. IRON File Systems (PDF). CS Dept, University of Wisconsin. [2009-10-23]. (原始内容存档 (PDF)于2010-06-15). 
  8. ^ ext4新功能#在线磁盘碎片整理. [2010-09-07]. (原始内容存档于2018-01-10). 

相关介绍[编辑]