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Ext4 (Fourth extended filesystem) 是 ext3 的後繼日誌式檔案系統。

Ext4 第一個正式穩定版收錄在 2009 年年尾推出的 Linux 2.6.28 並在 2009 年中開始被包括 Fedora 11 和 Ubuntu 9.10 等各主要 GNU/Linux 採用作為預設檔案系統。

特點

兼容 Ext3

正如 Ext3 成功之道在於和 Ext2 完全兼容，Ext4 同樣兼容 Ext3。 Ext3 的檔案系統被掛載成 Ext4，由 Ext3 升級至 Ext4 亦只是兩個簡單的命令，無需重新格式化檔案系統，無需移動舊檔案，完全無痛。

而 Ext4 的檔案系統如果沒有檔案使用 extent 方式存放，亦可以直接被掛載成 Ext3。

突破檔案系統、檔案大小和目錄大小限制

Ext4 的最大檔案系統大小由 2TB 大增至 1 EB (Extrabyte, 1000 Petabyte)，足夠應付未來需要。最大檔案大小亦由 2TB 增至 16 TB，Ext2/Ext3 的目錄大小不可以最於多 32KB，Ext4 取消了這個限制。加上 B-Tree 目錄索引，大大減低在大目錄搜索檔案的時間。

支援 Extent

Ext4 其中一個最主要的改動就是支援 Extent，檔案的存放使用多個連續的區塊。記錄存放檔案內容的區塊就記錄每段 extent 的起始區塊位置和長度，而非傳統記錄每個區塊位置，節省不少 metadata 空間。加上讀取檔案內容和分配空間時可以一次處理多個區塊，減少輸入/輸出操作次數，大大加快系統效能。Extent 的使用亦減低 external fragmentation 的機會。

納秒級高精確時間

傳統 Ext2/Ext3 的檔案時間資料只以秒作最小單位。這本已足夠一般正常使用，但隨著多核 (multi-core) 和叢集 (clustering) 的技術發展，Ext4 把檔案時間資料的精確度提無至納秒 (nano second, 10^-9s) ，時間範圍亦增加 2 個位元令 Ext4 的時間紀錄足夠未來 500 多年使用。

歷史

Ext4 原本只是一系列 Ext3 擴充元件以令 Ext3 支援 64-bit 儲存限制和其他效能上的改進。^[1] 但部份 Linux 核心開發者以影響穩定為理由反對直接在 ext3 加入這些擴充^[2]，並建議分拆 ext3 的源碼作新擴充元件的開發，並改名為 ext4。最後，這建議被接納。2006 年 6 月 28 日，ext3 的管理者 Theodore Ts'o 宣佈 ext4 的開發計劃。^[3]

一個初步的開發版本 ext4 被放入 Linux 2.6.19 中。2008 年 10 月 11 日，ext4 在 Linux 2.6.28 源碼上被標記為穩定^[4]，表示 ext4 的開發週期已完結並建議使用 ext4。而 Linux 2.6.28 亦在 2008 年 12 月 24 日平安夜正式被發佈。^[5]

使用 Ext4

在 GNU/Linux 中，管理 Ext4 檔案系統的工作主要使用 e2fsprogs 中的一系列工具。

• 格式化存儲裝置成為 Ext4 檔案系統 - 可以使用命令 mke2fs -T ext4 或 mkfs.ext4。
• 升級 ext2/ext3 檔案系統至 ext4
• 使用外部日誌 (external journal) - 可以增加檔案系統效能。
• 檢查檔案系統 - 可以使用命令 e2fsck 或 fsck.ext4。
• 設定常規檔案系統檢查
• 設定檔案系統的系統管理員保留空間 - Ext4 檔案系統預設保留 5% 的空間給系統管理員工作之用，這空間大小可以使用命令 tune2fs -m 或 tune2fs -r 改變。
• 設定錯誤處理方案 - 可以使用命令 tune2fs -e 改變。
• 顯示檔案系統標簽 - 可以使用命令 e2label。
• 改變檔案系統標簽 - 可以使用命令 e2label 或 tune2fs -L。
• 設定檔案系統 UUID - 可以使用命令 tune2fs -U。

參考資料

1. ↑ Mathur, Avantika, Cao, Mingming, Bhattacharya, Suparna, Dilger, Andreas, Tomas, Alex and Vivier, Laurent (Jun 2007). “The new ext4 filesystem: current status and future plans”. Proceedings of theLinux Symposium June 27–30, 2007, Ottawa, Ontario, Canada.
2. ↑ Linus Torvalds (2006-06-09) “Re: [Ext2-devel] extents and 48bit ext3”. Linux Kernel Mailing List.
3. ↑ Theodore Ts'o (2006-06-28). “Proposal and plan for ext2/3 future development work”. Linux Kernel Mailing List.
4. ↑ Theodore Ts'o (2006-10-11). “ext4: Rename ext4dev to ext4”. Linux kernel tree.
5. ↑ Leemhuis, Thorsten (Dec 23, 2008). “Higher and further: The innovations of Linux 2.6.28'”'. Heise Online.

請參看

• 其他 Linux 主要的檔案系統 - 包括 Ext2、Ext3、ReiserFS、JFS 和 XFS。
• 其他 GNU/Linux 支援的檔案系統 - 包括 procfs、tmpfs、JFFS2、UFS、FAT 和 NTFS。
• 置換空間 (Swap space)

外部連結

• 維基百科: Ext4 - 維基百科對 Ext4 的說明
• Ext4 (and Ext2/Ext3) Wiki
• Linux Kernel Newbies: Ext4
• IBM DeveloperWorks: “Anatomy of ext4” (M. Tim Jones 2009-02-17)
• Proceedings of the Linux Symposium June 27–30, 2007, Ottawa, Ontario, Canada: “The new ext4 filesystem: current status and future plans” (Avantika Mathur, Mingming Cao, Suparna Bhattacharya, Andreas Dilger, Alex Tomas & Laurent Vivier 2007-06)
• IBM DeveloperWorks: “Migrating to ext4: Preparing for the newest Linux file system” (Roderick W. Smith 2008-04-30)