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Linuxkernel 自2.6.28開始正式支持新的文件系統(tǒng)Ext4。Ext4是Ext3的改進(jìn)版,，修改了Ext3中部分重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),，而不僅僅像Ext3對(duì)Ext2那樣，只是增加了一個(gè)日志功能而已,。Ext4可以提供更佳的性能和可靠性,，還有更為豐富的功能： [color="#3333ff"]1.與[color="#3333ff"]Ext3兼容,。執(zhí)行若干條命令，就能從Ext3在線遷移到Ext4,，而無須重新格式化磁盤或重新安裝系統(tǒng),。原有Ext3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)照樣保留，Ext4作用于新數(shù)據(jù),，當(dāng)然,，整個(gè)文件系統(tǒng)因此也就獲得了Ext4所支持的更大容量。 [color="#3333ff"]2.更大的文件系統(tǒng)和更大的文件,。較之Ext3目前所支持的最大16TB文件系統(tǒng)和最大2TB文件,，Ext4分別支持1EB（1,048,576TB，1EB=1024PB,，1PB=1024TB）的文件系統(tǒng),，以及16TB的文件。 [color="#3333ff"]3.無限數(shù)量的子目錄,。Ext3目前只支持32,000個(gè)子目錄,，而Ext4支持無限數(shù)量的子目錄。 [color="#3333ff"]4.Extents,。Ext3采用間接塊映射,，當(dāng)操作大文件時(shí)，效率極其低下,。比如一個(gè)100MB大小的文件,，在Ext3中要建立25,600個(gè)數(shù)據(jù)塊（每個(gè)數(shù)據(jù)塊大小為4KB）的映射表。而Ext4引入了現(xiàn)代文件系統(tǒng)中流行的extents概念,，每個(gè)extent為一組連續(xù)的數(shù)據(jù)塊,，上述文件則表示為“該文件數(shù)據(jù)保存在接下來的25,600個(gè)數(shù)據(jù)塊中”，提高了不少效率,。 [color="#3333ff"]5.多塊分配,。當(dāng)寫入數(shù)據(jù)到 Ext3文件系統(tǒng)中時(shí)，Ext3的數(shù)據(jù)塊分配器每次只能分配一個(gè)4KB的塊,，寫一個(gè)100MB文件就要調(diào)用25,600次數(shù)據(jù)塊分配器,，而Ext4的多塊分配器“multiblockallocator”（mballoc）支持一次調(diào)用分配多個(gè)數(shù)據(jù)塊。 [color="#3333ff"]6.延遲分配,。Ext3的數(shù)據(jù)塊分配策略是盡快分配,，而Ext4和其它現(xiàn)代文件操作系統(tǒng)的策略是盡可能地延遲分配，直到文件在cache中寫完才開始分配數(shù)據(jù)塊并寫入磁盤,，這樣就能優(yōu)化整個(gè)文件的數(shù)據(jù)塊分配,，與前兩種特性搭配起來可以顯著提升性能。 [color="#3333ff"]7.快速[color="#3333ff"]fsck,。以前執(zhí)行fsck第一步就會(huì)很慢,，因?yàn)樗獧z查所有的inode,，現(xiàn)在Ext4給每個(gè)組的inode表中都添加了一份未使用inode的列表，今后fsckExt4 文件系統(tǒng)就可以跳過它們而只去檢查那些在用的inode了,。 [color="#3333ff"]8.日志校驗(yàn),。日志是最常用的部分，也極易導(dǎo)致磁盤硬件故障,，而從損壞的日志中恢復(fù)數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致更多的數(shù)據(jù)損壞,。Ext4的日志校驗(yàn)功能可以很方便地判斷日志數(shù)據(jù)是否損壞，而且它將Ext3的兩階段日志機(jī)制合并成一個(gè)階段,，在增加安全性的同時(shí)提高了性能,。 [color="#3333ff"]9.“無日志”（[color="#3333ff"]NoJournaling）模式。日志總歸有一些開銷,，Ext4允許關(guān)閉日志,，以便某些有特殊需求的用戶可以借此提升性能。 [color="#3333ff"]10.在線碎片整理,。盡管延遲分配,、多塊分配和extents能有效減少文件系統(tǒng)碎片，但碎片還是不可避免會(huì)產(chǎn)生,。Ext4支持在線碎片整理,，并將提供e4defrag工具進(jìn)行個(gè)別文件或整個(gè)文件系統(tǒng)的碎片整理。 [color="#3333ff"]11.inode 相關(guān)特性,。Ext4支持更大的inode，較之Ext3默認(rèn)的inode大小128字節(jié),，Ext4為了在inode中容納更多的擴(kuò)展屬性（如納秒時(shí)間戳或inode版本）,，默認(rèn)inode大小為256字節(jié)。Ext4還支持快速擴(kuò)展屬性（fastextended attributes）和inode保留（inodesreservation）,。 [color="#3333ff"]12.持久預(yù)分配（[color="#3333ff"]Persistentpreallocation）,。P2P軟件為了保證下載文件有足夠的空間存放，常常會(huì)預(yù)先創(chuàng)建一個(gè)與所下載文件大小相同的空文件,，以免未來的數(shù)小時(shí)或數(shù)天之內(nèi)磁盤空間不足導(dǎo)致下載失敗,。Ext4在文件系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)了持久預(yù)分配并提供相應(yīng)的API（libc中的posix_fallocate()），比應(yīng)用軟件自己實(shí)現(xiàn)更有效率,。 [color="#3333ff"]13.默認(rèn)啟用[color="#3333ff"]barrier,。磁盤上配有內(nèi)部緩存，以便重新調(diào)整批量數(shù)據(jù)的寫操作順序,，優(yōu)化寫入性能,，因此文件系統(tǒng)必須在日志數(shù)據(jù)寫入磁盤之后才能寫commit記錄，若commit記錄寫入在先,，而日志有可能損壞,，那么就會(huì)影響數(shù)據(jù)完整性,。Ext4默認(rèn)啟用barrier，只有當(dāng)barrier之前的數(shù)據(jù)全部寫入磁盤,，才能寫barrier之后的數(shù)據(jù),。（可通過"mount-o barrier=0" 命令禁用該特性。） Ext4隨Linuxkernel 2.6.28 正式發(fā)布已有數(shù)周,，一直苦于找不到測(cè)試用的磁盤,，正巧年前Intel送來幾塊SSD測(cè)試樣品，這兩天就順帶把SSD也測(cè)了,。測(cè)試所使用的Linux內(nèi)核版本為2.6.28.2,，測(cè)試工具為IOzone3.318。 IOzone 測(cè)試命令為： time/opt/iozone/bin/iozone -a -s 4G -q 256 -y 4>|/root/ext4-iozone-stdout.txt 上述命令的說明如下： AutoMode File size set to 4194304 KB Using Maximum Record Size 256KB Using Minimum Record Size 4 KB Command line used:/opt/iozone/bin/iozone -a -s 4G -q 256 -y 4 Output is inKbytes/sec Time Resolution = 0.000001 seconds. Processor cachesize set to 1024 Kbytes. Processor cache line size set to 32bytes. File stride size set to 17 * record size. 測(cè)試結(jié)果除了表明IntelSSD 的讀寫速度快得令人咋舌之外,，還可以說明Ext4的各方面性能都超過了上一代Ext3,，甚至在大多數(shù)情況下，比沒有日志功能的Ext2還要快出不少： 注： 1.關(guān)于IOzone測(cè)試方法,，參考BenMartin 的文章： IOzonefor filesystem performance benchmarking 2.關(guān)于Ext4的相關(guān)內(nèi)容,，參考KernelNewbies 專頁： http:///Ext4 自上面的測(cè)試報(bào)告發(fā)布以來，社會(huì)各界紛紛來電來函,，給出了“Ext4我看行”,，“Ext4牛牛牛”,，“用了Ext4,，嘿，還真對(duì)得起這塊盤”,，“Ext4,，碎片去無蹤，性能更出眾”等等熱情洋溢的評(píng)論,，兄弟我深受鼓舞,。在對(duì)Ext4頗不低俗的性能進(jìn)行表揚(yáng)的同時(shí)，人民群眾還提出了新的要求,，希望看到與現(xiàn)有同類文件系統(tǒng)性能橫向比拼的結(jié)果,。為了滿足廣大群眾的熱切需求，今天做了Ext2,、Ext3,、Ext4、XFS,、JFS,、ReiserFS和Btrfs的全面性能測(cè)試，對(duì)比結(jié)果如下： [color="#000000"]本次測(cè)試所使用的Linuxkernel 版本為2.6.29-rc3，文件系統(tǒng)性能測(cè)試工具為IOzone3.318,。 [color="#000000"]從測(cè)試結(jié)果可以看出,，Ext4的綜合性能位居現(xiàn)有文件系統(tǒng)之首，JFS,、ReiserFS在讀性能方面亦有不俗表現(xiàn),。Btrfs的小塊數(shù)據(jù)讀寫性能與平均水平相差甚遠(yuǎn)，是導(dǎo)致其本次測(cè)試總時(shí)間超出平均時(shí)間兩倍的主要原因,。較之其它成熟的文件系統(tǒng),，Btrfs投入生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)作可能尚需時(shí)日。 [color="#000000"]至于一小撮不明真相別有用心的群眾提出還要測(cè)NTFS,、Vfat,、MSDOS等“文件系統(tǒng)”，恕時(shí)間有限,，不予受理,。 |
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