猞猁的選擇：升級Ubuntu 9.10選擇Ext3還是Ext4
原創(chuàng)
【51CTO獨家翻譯】Ext3是一種日志式文件系統(tǒng),是對ext2系統(tǒng)的擴展,它兼容ext2。日志式文件系統(tǒng)的優(yōu)越性在于:由于文件系統(tǒng)都有快取層參與運作，如不使用時必須將文件系統(tǒng)卸下，以便將快取層的資料寫回磁盤中。因此每當系統(tǒng)要關機時，必須將其所有的文件系統(tǒng)全部shutdown后才能進行關機。如果在文件系統(tǒng)尚未shutdown前就關機 (如停電) 時，下次重開機后會造成文件系統(tǒng)的資料不一致，故這時必須做文件系統(tǒng)的重整工作，將不一致與錯誤的地方修復。然而，此一重整的工作是相當耗時的，特別是容量大的文件系統(tǒng)，而且也不能百分之百保證所有的資料都不會流失。為了克服此問題，使用所謂‘日志式文件系統(tǒng) (Journal File System) ’。此類文件系統(tǒng)最大的特色是，它會將整個磁盤的寫入動作完整記錄在磁盤的某個區(qū)域上，以便有需要時可以回溯追蹤。由于資料的寫入動作包含許多的細節(jié)，像是改變文件標頭資料、搜尋磁盤可寫入空間、一個個寫入資料區(qū)段等等，每一個細節(jié)進行到一半若被中斷，就會造成文件系統(tǒng)的不一致，因而需要重整。然而，在日志式文件系統(tǒng)中，由于詳細紀錄了每個細節(jié)，故當在某個過程中被中斷時，系統(tǒng)可以根據(jù)這些記錄直接回溯并重整被中斷的部分，而不必花時間去檢查其他的部分，故重整的工作速度相當快，幾乎不需要花時間。
Ext4是Karmic Koala的默認文件系統(tǒng)。Ext4是一種針對ext3系統(tǒng)的擴展日志式文件系統(tǒng),是專門為 Linux 開發(fā)的原始的擴展文件系統(tǒng)（ext 或 extfs）的第四版。
相對于Ext3,特點如下：
兼容性
Ext3升級到ext4能提供系統(tǒng)更高的性能，消除存儲限制，和獲取新的功能，并且不需要重新格式化分區(qū)，ext4會在新的數(shù)據(jù)上用新的文件結構，舊的文件保留原狀。以ext3 文件系統(tǒng)的方式mount到ext4上會不用新的磁盤格式，而且還能再用ext3來重新掛載，這樣僅僅失去了ext4的優(yōu)勢。
大文件系統(tǒng)/文件大小
現(xiàn)在ext3支持最大16TB的文件系統(tǒng)。單個文件最大2TB。Ext4增加了48位塊地址，最大支持1EB文件系統(tǒng)，和單個16TB的文件。
1EB = 1024PB = 2^50;
1PB = 1024TB = 2^40;
1TB = 1024GB = 2^30。
子目錄可伸縮性
EXT3每個目錄最大包含32000個子目錄。減去.和..也就是31998
ext4打破了這個限制可以無限制數(shù)量的子目錄
Extents
傳統(tǒng)的Unix派生文件系統(tǒng)，使用間接塊映射方案，以跟蹤每塊用于塊相應的數(shù)據(jù)文件，這對大文件來說是低效率的。現(xiàn)代文件系統(tǒng)使用不同的方法稱為“extends” 。extends基本上指一串連續(xù)的物理快。通常叫做數(shù)據(jù)在下面的N個塊中。一個100MB的文件可以分配到一extends中。而不需要創(chuàng)建一個間接映射表為256000個blocks，（每個block 4kb）大文件被分割為很多范圍。Extends改進了性能并且減少了碎片。因為extends鼓勵在磁盤上連續(xù)布局。
Multiblock 分配
ext4使用了一個多塊分配來在一次調(diào)用中分配很多塊。替換掉每次分配一個塊，減少系統(tǒng)開銷。在延時分配和extends上十分有用。
延遲分配
延遲分配是一個性能特性（它不修改磁盤格式）。現(xiàn)代文件系統(tǒng)例如XFS，ZFS，btrfs or Reiser 4 并且它盡可能多的延時塊的分配。相對于傳統(tǒng)文件系統(tǒng)（例如Ext3 reiser3 etc）所做的立刻分配塊提供了更好的性能。
日志校驗和
日志是磁盤中最常用的一部分，組成日志的這部分也是最容易出現(xiàn)硬件故障的。并且從一個受損的日志上恢復數(shù)據(jù)會導致巨大的數(shù)據(jù)損壞。Ext4 校驗和提供了改進，它允許將EXt3的雙向提交日志格式轉換為單向的，加速文件系統(tǒng)操作，在某些情況下達到20%---因此可靠性和性能同時被改進。
在線碎片整理
當延遲分配，extents 和 multiblock 分配 幫助減少碎片的時候，使用中的文件系統(tǒng)依然會產(chǎn)生碎片。為了解決這個問題，Ext4 將會支持在線碎片整理，并且有一個e4defrag工具可以整理個別文件在整個文件系統(tǒng)中。
索引節(jié)點-關聯(lián)
擁有大索引節(jié)點，納秒時間戳，快速擴展屬性，索引節(jié)點保留的特點。Ext3 支持 可設置的索引節(jié)點大小（通過 mkfs -l參數(shù)）但是默認索引節(jié)點大小是128字節(jié)。Ext4將默認為256字節(jié)。這需要適應一些額外的字段（比如納秒時間戳或者索引節(jié)點版本）并且剩余索引節(jié)點空間會被用于存放擴展屬性為那些足夠小的對象來適合空間。這樣使訪問那些屬性更快，提高那些使用擴展屬性的應用程序性能3-7倍。在目錄創(chuàng)建的時候保留若干索引節(jié)點在里面，預期它們在未來使用。這樣改進性能，因為新文件被創(chuàng)建在目錄中他們可以使用保留索引節(jié)點。文件創(chuàng)建和刪除因此更高效。納秒時間戳意味著索引節(jié)點字段例如修改時間可以用納秒分辨率替代Ext3中的秒。
持續(xù)預分配
這個特性在ext3最新的內(nèi)核版本中已經(jīng)可用了，由glic仿真來實現(xiàn)文件系統(tǒng)不支持的功能，允許應用程序預分配磁盤空間：應用程序告訴文件系統(tǒng)來預分配空間，文件系統(tǒng)預分配需要的塊和數(shù)據(jù)結構。
默認啟用 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，那么就會影響數(shù)據(jù)完整性。Ext4 默認啟用 barrier，只有當 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。）
關于Ext4文件系統(tǒng)更多詳細信息可以參看：下一代Linux文件系統(tǒng)前瞻：是BTRFS還是ext4
#p#也許你注意到了，現(xiàn)在已經(jīng)可以在Ubuntu Jaunty(9.04)上使用Ext4系統(tǒng)。Ext4文件系統(tǒng)對于Ext3文件系統(tǒng)來說是一次巨大的升級。它向下兼容Ext3，因此它非常的穩(wěn)定。但是近期這個文件系統(tǒng)出現(xiàn)了幾個問題，因此使用的時候需要小心翼翼。
堅持使用Ext3的理由：
1.Ext3是*buntus的的默認文件系統(tǒng)
2.Ext3十分穩(wěn)定，不必擔心由于系統(tǒng)崩潰造成的文件丟失
3.Ext3是Ubuntu工作站的推薦系統(tǒng)
Ext4的一些問題：
1.有時在Ext4系統(tǒng)中會產(chǎn)生更多的配置文件崩潰報告
2.問題大部分出現(xiàn)在kernel 2.6.30中，因此它不會對Ubuntu Jaunty造成影響，但是會影響Ubuntu Karmic及后續(xù)產(chǎn)品
3.其它的一些問題可以參看：http://www.ubuntu.com/getubuntu/releasenotes/904
因此，雖然Ext4是非常出色的文件系統(tǒng)，但是它仍然存在一些缺陷有待解決。但是總體而言，這個系統(tǒng)對于桌面用戶來說還是非常穩(wěn)定的。如果你采用定期備份的方法，就不會有什么后顧之憂。另外文件丟失的問題也不能完全歸罪與Ext4文件系統(tǒng)，這個問題很大程度上來源于不規(guī)范的I/O磁盤設備。關于文件丟失的詳細說明可以參看這里：當心: Ext4 可能造成數(shù)據(jù)丟失
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