Ext4：修订间差异

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	穩定版： 2008年10月21日; 不穩定版： 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	40億（在檔案系統建立時指定）
最长文件名	256位元組
最大卷容量	1 EiB
文件名字符集	除NULL（'\0'）和 '/'外之所有字元（大小寫敏感）
功能
日期记录	修改（mtime），屬性修改（ctime），讀取（atime），刪除（dtime），建立（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	否
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	否
透明加密	否
单一实例存储（SIS）	否
操作系统支持	Linux、Android、Windows（通过Ext2Fsd）

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2024年11月19日 (二) 13:02的最新版本

第四代擴充套件檔案系統（英語：Fourth extended filesystem，縮寫為ext4）是Linux系統下的日誌檔案系統，是ext3檔案系統的后继版本。

歷史

ext4原始的開發目標是一系列的向下兼容ext3、移除其64位元限制與提升其效能的延伸套件^[1]。然而，某些Linux開發者因穩定性原因而拒絕將這些延伸套件應用在ext3上^[2]，並要求其作為ext3的分支，改名為ext4並另行開發，以免影響到目前的ext3使用者。該要求被接受以後，ext3維護者曹子德（Theodore Ts'o）在2006年6月28日公開了ext4的開發計畫^[3]。

在Linux核心2.6.19版中，首次導入ext4的一個先期開發版本^[4]。在2008年10月11日，ext4被當成穩定版本，加入Linux 2.6.29版的原始碼中，ext4的開發階段進入尾聲^[5]。2008年12月25日，Linux 2.6.29版公開釋出之後，ext4成為Linux官方的建議預設檔案系統。

2010年1月15日，Google宣布將他們公司使用的檔案系統，由ext2，升級為ext4。在同年12月14日，Google也宣布他們將在Android 2.3版中，使用ext4來取代之前的YAFFS。

特色

大型檔案系統: ext4檔案系統可支援最高1 EB大小的分割區^[6]與最大16 TB大小的檔案。

Extents: ext4引進了Extent檔案儲存方式，以取代ext2/3使用的block mapping方式。Extent指的是一連串的連續實體block，這種方式可以增加大型檔案的效率並減少分裂檔案。ext4支援的單一Extent，在單一block為4KB的系統中最高可達128MB^[1]。單一inode中可儲存4筆Extent；超過四筆的Extent會以Htree方式被索引。

向下相容: ext4向下相容於ext3與ext2，因此可以將ext3和ext2的檔案系統掛載為ext4分割區。由於某些ext4的新功能可以直接運用在ext3和ext2上，直接掛載即可提升少許效能。

ext3檔案系統可以部分向上兼容於ext4（也就是說ext4檔案系統可以被掛載為ext3分割區）。然而若是使用到Extent技術的ext4將無法被掛載為ext3。

預留空間: ext4允許對一檔案預先保留磁碟空間。目前大多數檔案系統做到這點的方式是直接產生一個填滿0的檔案；ext4和XFS可以使用Linux核心中的一個新的系統呼叫「fallocate()」取得足夠的預留空間。

延遲取得空間: ext4使用一種稱為allocate-on-flush（英语：Allocate on flush）的方式，可以在資料將被寫入磁碟（sync）前才開始取得空間；大多數檔案系統會在之前便取得需要的空間。這種方式可以增加效能並減少檔案分散程度。

突破32000子目錄限制: ext3的一個目錄下最多只能有32000個子目錄。ext4的子目錄最高可達64000，且使用「dir_nlink」功能後可以達到更高（雖然父目錄的link count會停止增加）。為了避免效能受到大量目錄的影響，ext4預設開啟Htree（英语：Htree）（一種特殊的B树）索引功能。該功能已經實作於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

Btrfs

參考資訊

^ ^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]. ^{[永久失效連結]}
^ Torvalds, Linus. extents and 48bit ext3. LKML. 2006-06-09 [2009-10-23]. （原始内容存档于2017-08-22）.
^ 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）.
^ 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）.
^ ext4: Rename ext4dev to ext4. Linus' kernel tree. [2008-10-20]. （原始内容存档于2019-12-10）.
^ Migrating to Ext4. DeveloperWorks. IBM. [2008-12-14]. （原始内容存档于2008-12-01）.
^ Vijayan Prabhakaran; et al. IRON File Systems (PDF). CS Dept, University of Wisconsin. [2009-10-23]. （原始内容存档 (PDF)于2010-06-15）.
^ 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）.

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 |max_volume_size = 1 [[Exbibyte|EiB]]
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@@ 第27行： / 第27行： @@
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 }}
-'''第四代擴充套件檔案系統'''（{{lang-en|Fourth extended filesystem}}，縮寫為ext4）是[[Linux]]系統下的[[日誌檔案系統]]，是[[ext3]]檔案系統的后继版本。
+'''第四代擴充套件檔案系統'''（{{lang-en|Fourth extended filesystem}}，縮寫為'''ext4'''）是[[Linux]]系統下的[[日誌檔案系統]]，是[[ext3]]檔案系統的后继版本。
 ==歷史==
-ext4原始的開發目標是一系列的[[向下兼容]]ext3、移除其64位元限制與提升其效能的延伸套件<ref name="Mathur">{{cite web | title = The new ext4 filesystem: current status and future plans | publisher = Red Hat | location = Ottawa, ON, CA | year = 2007 | work = Proceedings of the Linux Symposium | url = https://ols2006.108.redhat.com/2007/Reprints/mathur-Reprint.pdf | accessdate = 2008-01-15 | format = [[PDF]] | last = Mathur | first = Avantika | last2 = Cao | first2 = MingMing | last3 = Bhattacharya | first3 = Suparna | last4 = Dilger | first4 = Andreas | last5 = Tomas | first5 = Alex | last6 = Vivier | first6 = Laurent }}{{dead link|date=2017年11月 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}</ref>。然而，某些[[Linux核心|Linux]]開發者因穩定性原因而拒絕將這些延伸套件應用在ext3上<ref>{{cite web | url = http://lkml.org/lkml/2006/6/9/183 | date = 2006-06-09 | publisher = LKML | first = Linus | last = Torvalds | title = extents and 48bit ext3}}</ref>，並要求其作為ext3的[[分支 (軟體開發)|分支]]，改名為ext4並另行開發，以免影響到目前的ext3使用者。該要求被接受以後，ext3維護者[[曹子德]]（Theodore Ts'o）在2006年6月28日公開了ext4的開發計畫<ref>{{cite web | url = http://lkml.org/lkml/2006/6/28/454 | publisher = LKML | first = Theodore | last = Ts'o | title = Proposal and plan for ext2/3 future development work | date = 2006-06-28}}</ref>。
+ext4原始的開發目標是一系列的[[向下兼容]]ext3、移除其64位元限制與提升其效能的延伸套件<ref name="Mathur">{{cite web | title = The new ext4 filesystem: current status and future plans | publisher = Red Hat | location = Ottawa, ON, CA | year = 2007 | work = Proceedings of the Linux Symposium | url = https://ols2006.108.redhat.com/2007/Reprints/mathur-Reprint.pdf | accessdate = 2008-01-15 | format = [[PDF]] | last = Mathur | first = Avantika | last2 = Cao | first2 = MingMing | last3 = Bhattacharya | first3 = Suparna | last4 = Dilger | first4 = Andreas | last5 = Tomas | first5 = Alex | last6 = Vivier | first6 = Laurent }}{{dead link|date=2017年11月 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}</ref>。然而，某些[[Linux核心|Linux]]開發者因穩定性原因而拒絕將這些延伸套件應用在ext3上<ref>{{cite web | url = http://lkml.org/lkml/2006/6/9/183 | date = 2006-06-09 | publisher = LKML | first = Linus | last = Torvalds | title = extents and 48bit ext3 | accessdate = 2009-10-23 | archive-date = 2017-08-22 | archive-url = https://web.archive.org/web/20170822174301/http://lkml.org/lkml/2006/6/9/183 | dead-url = no }}</ref>，並要求其作為ext3的[[分支 (軟體開發)|分支]]，改名為ext4並另行開發，以免影響到目前的ext3使用者。該要求被接受以後，ext3維護者[[曹子德]]（Theodore Ts'o）在2006年6月28日公開了ext4的開發計畫<ref>{{cite web | url = http://lkml.org/lkml/2006/6/28/454 | publisher = LKML | first = Theodore | last = Ts'o | title = Proposal and plan for ext2/3 future development work | date = 2006-06-28 | accessdate = 2009-10-23 | archive-date = 2009-02-19 | archive-url = https://web.archive.org/web/20090219231259/http://lkml.org/lkml/2006/6/28/454 | dead-url = no }}</ref>。
 在Linux核心2.6.19版中，首次導入ext4的一個先期開發版本<ref>{{cite news
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 年1月15日，Google宣布將他們公司使用的檔案系統，由ext2，升級為ext4。在同年12月14日，Google也宣布他們將在Android 2.3版中，使用ext4來取代之前的[[YAFFS]]。
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 ;大型檔案系統
-:ext4檔案系統可支援最高1 [[Exbibyte]]的分割區<ref>{{cite web |title=Migrating to Ext4 |url=http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-ext4/ |accessdate=2008-12-14 |publisher=IBM |work=DeveloperWorks |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20081201104450/http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-ext4/ |archivedate=2008-12-01 }}</ref>與最大16 [[Tebibyte]]的檔案。
+:ext4檔案系統可支援最高1 [[Exbibyte|EB]]大小的分割區<ref>{{cite web |title=Migrating to Ext4 |url=http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-ext4/ |accessdate=2008-12-14 |publisher=IBM |work=DeveloperWorks |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20081201104450/http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-ext4/ |archivedate=2008-12-01 }}</ref>與最大16 [[Tebibyte|TB]]大小的檔案。
 ;Extents
-:ext4引進了[[Extent (檔案系統)|Extent]]檔案儲存方式，以取代ext2/3使用的[[Block (data storage)|block mapping]]方式。Extent指的是一連串的連續實體block，這種方式可以增加大型檔案的效率並減少分裂檔案。ext4支援的單一Extent，在單一block為4KB的系統中最高可達128MB<ref name = "Mathur" />。單一inode中可儲存4筆Extent；超過四筆的Extent會以Htree方式被索引。
+:ext4引進了[[Extent (檔案系統)|Extent]]檔案儲存方式，以取代ext2/3使用的[[块_(数据存储)|block mapping]]方式。Extent指的是一連串的連續實體block，這種方式可以增加大型檔案的效率並減少分裂檔案。ext4支援的單一Extent，在單一block為4KB的系統中最高可達128MB<ref name = "Mathur" />。單一inode中可儲存4筆Extent；超過四筆的Extent會以Htree方式被索引。
 ;向下相容
 :ext4向下相容於[[ext3]]與[[ext2]]，因此可以將ext3和ext2的檔案系統掛載為ext4分割區。由於某些ext4的新功能可以直接運用在ext3和ext2上，直接掛載即可提升少許效能。
-:ext3檔案系統可以部分[[向上相容]]於ext4（也就是說ext4檔案系統可以被掛載為ext3分割區）。然而若是使用到Extent技術的ext4將無法被掛載為ext3。
+:ext3檔案系統可以部分[[向上兼容]]於ext4（也就是說ext4檔案系統可以被掛載為ext3分割區）。然而若是使用到Extent技術的ext4將無法被掛載為ext3。
 ;預留空間
-:ext4允許對一檔案預先保留磁碟空間。目前大多數檔案系統做到這點的方式是直接產生一個填滿0的檔案；ext4和[[XFS]]可以使用Linux核心中的一個新的系統呼叫「fallocate()」取得足夠的預留空間。
+:ext4允許對一檔案預先保留磁碟空間。目前大多數檔案系統做到這點的方式是直接產生一個填滿0的檔案；ext4和[[XFS]]可以使用Linux核心中的一個新的-{系統呼叫|zh-hant:系統呼叫;zh-cn:系统调用}-「fallocate()」取得足夠的預留空間。
 ;延遲取得空間
-:ext4使用一種稱為[[allocate-on-flush]]的方式，可以在資料將被寫入磁碟（sync）前才開始取得空間；大多數檔案系統會在之前便取得需要的空間。這種方式可以增加效能並減少檔案分散程度。
+:ext4使用一種稱為{{le|allocate-on-flush|Allocate on flush}}的方式，可以在資料將被寫入磁碟（sync）前才開始取得空間；大多數檔案系統會在之前便取得需要的空間。這種方式可以增加效能並減少檔案分散程度。
 ;突破32000子目錄限制
-:ext3的一個目錄下最多只能有32000個子目錄。ext4的子目錄最高可達64000，且使用「dir_nlink」功能後可以達到更高（雖然父目錄的link count會停止增加）。為了避免效能受到大量目錄的影響，ext4預設開啟[[Htree]]（一種特殊的[[B树]]）索引功能。該功能已經實作於Linux核心2.6.23版。
+:ext3的一個目錄下最多只能有32000個子目錄。ext4的子目錄最高可達64000，且使用「dir_nlink」功能後可以達到更高（雖然父目錄的link count會停止增加）。為了避免效能受到大量目錄的影響，ext4預設開啟{{le|Htree}}（一種特殊的[[B树]]）索引功能。該功能已經實作於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）<ref>{{cite paper |url=http://www.cs.wisc.edu/wind/Publications/iron-sosp05.pdf |title=IRON File Systems |author=Vijayan Prabhakaran, ''et al.'' |publisher=CS Dept, University of Wisconsin |format=PDF}}</ref>
+: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）<ref>{{cite paper |url=http://www.cs.wisc.edu/wind/Publications/iron-sosp05.pdf |title=IRON File Systems |author=Vijayan Prabhakaran, ''et al.'' |publisher=CS Dept, University of Wisconsin |format=PDF |access-date=2009-10-23 |archive-date=2010-06-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100615140300/http://www.cs.wisc.edu/wind/Publications/iron-sosp05.pdf |dead-url=no }}</ref>
 ;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<ref>{{Cite web |url=http://kernelnewbies.org/Ext4#head-38e6ac2b5f58f10989d72386e6f9cc2ef7217fb0|title=ext4新功能#在线磁盘碎片整理}}</ref>。
+: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<ref>{{Cite web|url=http://kernelnewbies.org/Ext4#head-38e6ac2b5f58f10989d72386e6f9cc2ef7217fb0|title=ext4新功能#在线磁盘碎片整理|accessdate=2010-09-07|archive-date=2018-01-10|archive-url=https://web.archive.org/web/20180110160523/https://kernelnewbies.org/Ext4/#head-38e6ac2b5f58f10989d72386e6f9cc2ef7217fb0|dead-url=no}}</ref>。
 ;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 ==
@@ 第92行： / 第98行： @@
 == 相关介绍 ==
-* [http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-anatomy-ext4/ 剖析ext4 (IBM Developer Works)]
+* [http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-anatomy-ext4/ 剖析ext4 (IBM Developer Works)]{{Wayback|url=http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-anatomy-ext4/ |date=20091208173435 }}
 {{Filesystem}}