转载自华为服务支持 EXT文件系统

EXT各代系统的介绍与区别

ext 第一代扩展文件系统，一种文件系统，于1992年4月发表，是为linux核心所做的第一个文件系统。采用Unix文件系统（UFS）的元数据结构，以克服MINIX文件系统性能不佳的问题。

特点：它是在linux上，第一个利用虚拟文件系统实现出的文件系统。

优势：克服MINIX文件系统性能不佳的问题。

ext2：第二代扩展文件系统是LINUX内核所用的文件系统。它开始由Rémy Card设计，用以代替ext，于1993年1月加入linux核心支持之中。ext2 的经典实现为LINUX内核中的ext2fs文件系统驱动，最大可支持2TB的文件系统，至linux核心2.6版时，扩展到可支持32TB。

特点：在ext2文件系统中，文件由inode（包含有文件的所有信息）进行唯一标识。一个文件可能对应多个文件名，只有在所有文件名都被删除后，该文件才会被删除。此外，同一文件在磁盘中存放和被打开时所对应的inode是不同的，并由内核负责同步。

优势：文件系统高效稳定。

ext3：第三代扩展文件系统（英语：Third extended filesystem，缩写为ext3），是一个日志文件系统，常用于Linux操作系统。

特点：Ext3文件系统是直接从Ext2文件系统发展而来，目前ext3文件系统已经非常稳定可靠。它完全兼容ext2文件系统。用户可以平滑地过渡到一个日志功能健全的文件系统中来。

5大优势

1) 高可用性：系统使用了ext3文件系统后，即使在非正常关机后，系统也不需要检查文件系统。

2) 数据的完整性：避免了意外宕机对文件系统的破坏。

3) 文件系统的速度：因为ext3的日志功能对磁盘的驱动器读写头进行了优化。所以，文件系统的读写性能较之Ext2文件系统并来说，性能并没有降低。

4) 数据转换 ：“由ext2文件系统转换成ext3文件系统非常容易。

5) 多种日志模式。

ext4：第四代扩展文件系统，是Linux系统下的日志文件系统，是ext3文件系统的后继版本。Ext4是由Ext3的维护者Theodore Tso领导的开发团队实现的，并引入到Linux2.6.19内核中。

特点：Ext4修改了Ext3中部分重要的数据结构，而不仅仅像Ext3对Ext2那样，只是增加了一个日志功能而已。Ext4可以提供更佳的性能和可靠性，还有更为丰富的功能。

优势：

1) 与Ext3兼容：执行若干条命令，就能从Ext3在线迁移到Ext4，而无须重新格式化磁盘或重新安装系统。

2) 更大的文件系统和更大的文件：较之Ext3目前所支持的最大16TB文件系统和最大2TB文件，Ext4分别支持1EB（1,048,576TB，1EB=1024PB，1PB=1024TB）的文件系统，以及16TB 的文件。

3) 无限数量的子目录：Ext3目前只支持32,000个子目录，而Ext4支持无限数量的子目录。

4) Extents：Ext4引入了现代文件系统中流行的extents概念，每个extent 为一组连续的数据块，相比Ext3采用间接块映射，提高了不少效率。

5) 多块分配：Ext4 的多块分配器 “multiblock allocator”（mballoc） 支持一次调用分配多个数据块。

6) 延迟分配。

7) 快速 fsck。

8) 日志校验。

9) “无日志”（No Journaling）模式。

10) 在线碎片整理。

11) inode相关特性：较之Ext3默认的inode大小128字节，ext4默认inode大小为256字节。

ext4文件系统：块组、块位图和inode位图、inode表和目录项

Ext4文件系统将磁盘分区分成若干个块组，第一个块组（即块组0）中会包含超级块信息，其余块组不一定包含超级块，有些块组会保存超级块的备份。其主要布局如下：

每个块组中都有的元数据信息是块位图、Inode位图以及Inode表。除了0号块组拥有超级块和GDT之外，其他块组中也可能拥有超级块和GDT的备份，其中的预留GDT作为文件系统扩展使用，一旦文件系统增大，就会产生新的块组描述符，保留在GDT表中。

超级块记录文件系统的整体信息，包含inode/block的大小、总量、使用量、剩余量，以及文件系统的格式，文件系统挂载时间，最近一次数据写入时间，最近一次校验磁盘的时间等。

EXT4将整个磁盘划分为固定大小的若干块组，默认是128M。块组描述符表用于记录块组的基本信息，block bitmap所在的块号， inode bitmap所在的块号，空闲的块数目，空闲Inode数目，目录项个数等。dumpe2fs [磁盘路径]可以显示ext2、ext3、ext4文件系统的超级块和块组信息。

Block bitmap: 标记block是否被使用。

Inode bitmap: 标记inode是否被使用。

每个位图一个数据块，每一位用0或1表示一个块组中数据块或inode表中inode的使用情况。

如果一个数据块大小是4KB的话，那一个位图块可以表示4*1024*8个数据块的使用情况，这也是单个块组具有的最大数据块个数。这样可以算出一个块组大小是128MB。

为了找到与一个文件相关的信息，必须遍历目录文件找到与文件相关的目录项，然后加载inode找到该文件的元数据。Ext4在目录项中用一位存储了文件类型(通常存储在inode中)的拷贝，这对性能提升有益。