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Ext4文件系统的特点

2024-01-08 大全 30 作者:考证青年

Ext3文件系统使用32位空间记录块数量和i-节点数量,而Ext4文件系统将它们扩充到64位。

多块分配

当数据写入到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,如果写一个100MB的文件就要调用25600次数据块分配器,而Ext4的多块分配器“ ()”支持一次调用分配多个数据块。

持久性预分配

如果一个应用程序需要在实际使用磁盘空间之前对它进行分配,大部分文件系统都是通过向未使用的磁盘空间写入0来实现分配,比如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。而Ext4在文件系统层面实现了持久预分配并提供相应的API,比应用软件自己实现更有效率。

延迟分配

Ext3的数据块分配策略是尽快分配,而Ext4的策略是尽可能地延迟分配,直到文件在缓冲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,显著提升性能。

盘区结构

Ext3文件系统采用间接映射地址,当操作大文件时,效率极其低下。例如,一个100MB大小的文件,在Ext3中要建立25600个数据块(以每个数据块大小为4KB为例)的映射表;而Ext4引入了盘区概念,每个盘区为一组连续的数据块,上述文件可以通过盘区的方式表示为“该文件数据保存在接下来的25600个数据块中”,提高了访问效率。

新的i-节点结构

Ext4支持更大的i-节点。之前的Ext3默认的i-节点大小128字节,Ext4为了在i-节点中容纳更多的扩展属性,默认i-节点大小为256字节。另外,Ext4还支持快速扩展属性和i-节点保留。

日志校验功能

日志是文件系统最常用的结构,日志也很容易损坏,而从损坏的日志中恢复数据会导致更多的数据损坏。Ext4给日志数据添加了校验功能,日志校验功能可以很方便地判断日志数据是否损坏。而且Ext4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 [1] 。

支持“无日志”模式

日志总归会占用一些开销。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。

默认启用

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记录。若记录写入在先,而日志有可能损坏,那么就会影响数据完整性。Ext4文件系统默认启用,只有当之前的数据全部写入磁盘,才能写之后的数据。

在线碎片整理

_Ext4文件系统的特点_Ext4文件系统的特点

尽管延迟分配、多块分配和盘区功能可以有效减少文件的碎片,但碎片还是不可避免会产生。Ext4支持在线碎片整理,并将提供工具进行个别文件或整个文件系统的碎片整理。

支持快速fsck

以前的文件系统版本执行fsck时很慢,因为它要检查所有的i-节点,而Ext4给每个块组的i-节点表中都添加了一份未使用i-节点的列表,所以Ext4文件系统做一致性检查时就可以跳过它们而只去检查哪些在使用的i-节点,从而提高了速度。

支持纳秒级时间戳

Ext4之前的扩展文件系统的时间戳都是以秒为单位的,这已经能够应付大多数设置,但随着处理器的速度和集成程度(多核处理器)不断提升,以及Linux开始向其他应用领域发展,它将时间戳的单位提升到纳秒。

Ext4给时间范围增加了两个位,从而让时间寿命在延长500年,Ext4的时间戳支持的日期到2514年4月25日,而Ext3只达到2038年1月18日。

实例:Ext4磁盘配额管理

添加硬盘

创建分区

创建逻辑卷

格式化

挂载

关闭安全功能,创建配额文件

0——关闭安全功能

-cvu /dev/vg1/lv1——创建

-u、-g:检测用户、组配额

-c:创建配额数据文件

-v:显示执行过程信息

cd /data

ls——查看

.group .user——查看是否存在

创建用户 并设置配额

开启配额,验证

查看挂载情况

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