Ext4 (简体中文)

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附注： Not fully translated into Chinese.（在 Talk:Firewalld (简体中文) 中讨论）

Ext4是Linux上Ext3文件系统的进化。在很多方面，Ext4对于Ext3有着比Ext3对于Ext2更多更深的改变。Ext3主要是针对Ext2添加了日志系统，而Ext4修改了重要的文件系统的数据结构，比如用来存储文件数据的那部分。当然结果就是文件系统有更好的设计，更好的性能，稳定性还有更多的功能。

来源: Ext4 - Linux Kernel Newbies

直接创建Ext4分区

  1. 升级你的系统: pacman -Syu
  2. 格式化分区: mkfs.ext4 /dev/sdxY (查看mkfs.ext4 man帮助获得更多选项)
  3. 挂载这个分区
  4. 添加相关条目到fstab /etc/fstab, 并且修改文件系统类型'type'为 ext4
提示： mkfs.ext4 的 man 页面提供了更多选项；编辑 /etc/mke2fs.conf 可以修改默认配置。

从Ext2/3迁移到Ext4

有两种方法迁移分区从Ext3到Ext4：

  • 不转换直接把ext3分区挂载成ext4分区格式 (兼容)
  • 转换ext3分区到ext4格式 (性能)

这两种方法下面详细介绍。

不转换直接把ext3分区挂载成ext4分区格式

基本原理

转换到ext4和继续使用ext3格式的折衷的办法就是把ext3分区当作ext4分区来挂载。

优点:

  • 兼容性 (分区的文件系统依旧可以用ext3挂载) – 这允许用户继续使用那些不支持ext4文件格式的发行版/操作系统来读取该分区。（例如：带ext3驱动的Windows系统）
  • 提高性能（然而性能依然没有完全转换成ext4分区时好） – 具体信息参看Ext4 - Linux Kernel Newbies。

缺点:

  • 仅有少部分ext4特性能够使用。（只有那些不改变分区格式的功能能被使用，例如multiblock allocation 和 delayed allocation。）
注意： 除了由ext4格式带来的相对新的不一样的特性（可以看作一种潜在风险）之外，这种技术没有明显缺点

步骤

  1. 修改 /etc/fstab，把你想要挂载成ext4的现有ext3分区的'type'栏的内容从 ext3改为ext4。
  2. 重新挂载使修改成效。
  3. 完成！

转换ext2/3分区到ext4格式

基本原理

为了能够使用ext4的全部特性，必须完成一个不可逆转的转换过程。

优点：

缺点

  • 无法用 ext3 驱动读写 (注意 Windows 中没有已知的 ext4 驱动)
  • 不可逆 (ext4 分区无法被 '降级' 到 ext3)

步骤

这些说明是从http://ext4.wiki.kernel.org/index.php/Ext4_Howto 还有 https://bbs.archlinux.org/viewtopic.php?id=61602 截取下来的。已经在2009年1月16日被作者测试过和确认过了。

  • 升级! 进行一次整个系统的升级，来保证系统软件符合要求： pacman -Syu
  • 备份! 备份准备转换到ext4的ext3分区上所有的数据。尽管ext4被认为日常使用非常稳定，但是仍然是一个年轻的没有经过充分测试的文件系统。何况，这个转换过程只是经过相对简单的测试，因为不可能测试所有各种各样用户可能用到的环境配置。
  • 修改 /etc/fstab 的'type'栏，把需要转换的所有分区的ext3改为ext4。
警告： 如果不启用新的功能（不完全转换）的话，ext4是向下兼容ext3的。也就是不进行下面的步骤，如果用户有个分区需要和其他系统共享数据，但是其他系统并不支持ext4，那么还是可以在不支持ext4的系统中以ext3的方式挂载此分区，而在Arch中以ext4方式挂载。 但是，这样没有完全转换的ext4只拥有和ext3非常少的新特性。
  • 使用e2fsprogs的转换过程必须在分区没有被挂载前提下进行。如果转换主分区，最简单的方法就是启动到其他live环境（其他支持ext4的环境）。就如同'前提条件'里面所描述的那样。
    • 有必要的话，启动到Live环境.
    • 对于每个需要转换的分区:
      • 确保分区没有被挂载
      • 如果要转换的是 ext2，先要增加日志功能，以 root 权限执行：tune2fs -j /dev/sdxX。分区变为 ext3 格式。
      • 运行tune2fs -O extents,uninit_bg,dir_index /dev/分区 (/dev/分区替换成需要转换分区的路径，例如/dev/sda1)
      • 运行fsck -fp /dev/分区
注意： 用户必须检测(fsck)这个文件系统, 否则这个分区将不可读! 检测磁盘能够让文件系统回到一般状态。这个过程将在group descriptors找到checksum错误 -- 这个是被预料到的。 '-f'参数要求磁盘检测一定要检查，哪怕文件系统标记是正常的。'-p'参数要求检测的时候能够自动修复(否则，用户将被要求没遇到一个错误确认一次).
  • 重新启动 Arch Linux!
警告： 如果用户转换了主(/)分区，启动过程可能遇到kernel panic。如果真的出现了，简单的使用fallback模式启动，然后重新创建默认模式：mkinitcpio -p linux

提示和技巧

删除保留块

默认会预留 5% 的文件空间给 root 用户。对现在的大容量硬盘来说是很大的浪费。在下面情况下可以缩小它以节省空间

  • 非常大 (例如 >50 G)
  • 不被系统文件使用

tune2fs 工具可以完成这个工作，下面的命令将保留比例设置为 1.0%: 

tune2fs -m 1.0 /dev/sdXY

问题解决

数据损坏

在强行重启系统之后有可能会遇到数据损坏的情况。请参阅 Ext4 data loss; explanations and workarounds 来获取更多信息。

有人发现在 GRUB menu.lst 文件的 kernel 行后添加 rootflags=data=ordered 可以解决这一问题。

kernel 2.6.30 之后，ext4 更安全了，一些补丁提高了 ext4 的稳定性 - 性能上做了牺牲。参数 auto_da_alloc 可以禁用此行为。更多信息请访问 Linux 2 6 30 - 文件系统性能提升.

2.6.30 之前的内核版本可以在 GRUB 的 menu.lst 中的 kernel 行加入 rootflags=data=ordered 预防问题的发生。

屏障与性能

从内核 2.6.30 开始，ext4 的性能开始下降，原因是由于提供保护数据完整性的功能发生了变化 [1].

大多数文件系统 (XFS, ext3, ext4, reiserfs) 在fsync之后或者传输提交的时候，发送写屏障信号给磁盘。写屏障信号可以确保正确的写入顺序，是易失性的写入缓存可以安全的使用(损失一些性能)。如果你的磁盘有一种或多种备用电源，禁用屏障可以安全的提升性能。

发送写入屏障可以通过使用 barrier=0 挂载选项(对于 ext3, ext4, 和 reiserfs) ，或者使用 nobarrier 挂载选项(对于 XFS)来禁用。 [2].

警告： 如果磁盘无法保证在电源掉电时缓存正确写入，禁用写入屏障可以导致严重的文件系统损坏和数据丢失。

要关闭屏障选项，添加 barrier=0 选项到 /etc/fstab 中想要的文件系统中。例如： 

# /dev/sda5    /    ext4    noatime,barrier=0    0    1

E4rat

E4rat 是为 ext4 文件系统专门设计的应用程序。它可以监视自开机以来被打开的文件，通过优化它们在分区上所处的位置，并在开机过程之初就预加载它们来提升访问效率。

参见