ext4 файловата система на - HDD и SSD

VFS - ниво, което извлича данните на лежащ под файловата система от страна на потребителите по-високо ниво на файловата система. Така VFS позволява Linux едновременно да поддържа няколко файлови системи на една система.

Ext4 заема много полезни идеи от няколко конкуриращи файлови системи. Например, устройството за контрол на базата на ширината му са били осъществени в JFS. Друга нова възможност ext4, свързан с блок за управление - забавено освобождаване, - бе реализиран по-рано в XFS и ZFS от Sun Microsystems.

Новият ext4 файловата система, ще откриете голямо разнообразие от подобрения и нововъведения. Добавена е нова функционалност, направени подобрения в мащабируемост (ще се преодолеят ограниченията на ext3 система), надеждност (по отношение на повреди) и, разбира се, производителност.

Ext4 включва голям брой нови функции, но най-важното е да подкрепя назад и напред съвместимост с ext3 система и подобрения в печата време прави с бъдещето в по-продуктивни Linux-бр.

Тъй като ext3 - един от най-популярните файлови системи за дата на Linux, преходът към ext4 трябва да бъде проста и безболезнена. За тази ext4 е проектиран така, че да има напред и назад (до известна степен) съвместимост с ext3 (вж. Фигура 1). Direct съвместимост означава, че можете да монтирате на ext3 файлова система като система ex4. За да се насладите на всички предимства на ext4 в пълен размер, трябва да завършите процеса на миграция за преобразуване на системата да ext4 формат. Обратна съвместимост означава, че можете да монтирате ext4 файловата система ext3 като система, но само, ако системата не използва ext4 степен (ние ще обсъдим това в раздела за изпълнение).

В допълнение към възможностите на съвместимост също може да бъде постепенен преход от ext3 да ext4. Вашите стари файлове могат да останат в ext3 формат, а нови файлове (или копиране на старите файлове) вече са поставени в структурата на данните на новата система ext4. По този начин, можете да преминете към ext4 система по време на работа.

Учудващо е, но по-рано през използва разширената файлова система се пита точен до секундата. В продължение на много цели, като точността е била достатъчна, но с увеличаване на скоростта на процесора и появата на многоядрени процесори, както и разпределението на Linux в области като високопроизводителни изчисления, второ прецизност клеймото не беше достатъчно. С очакването на бъдещи ext4 прецизност клеймото е увеличен до една наносекунда чрез добавяне на друг (по-млади) маловажният бит. Също така, два бита срок бе удължен период от време, което увеличава потенциалния живот на системата за 500 години.

Един от най-важните аспекти на файлови системи е възможността да ги мащабирате в съответствие с растежа на техните изисквания. Ext4 изпълнява това по няколко начина, преминавайки отвъд граници ext3 и прилагане на нов мениджмънт файл с метаданни система.

Един от най-забележителните различия между ext4 от ext3 е да подпомогне увеличаването на обема размери, файлове и поддиректории. Ext4 поддържа размер на файловата система на един екзабайт (1000 PB). Въпреки, че по днешните стандарти, това е огромен брой, място на потребление на устройства за съхранение се увеличава, така че без съмнение, на ext4 е проектиран с бъдеще в ума. Файловете в ext4 могат да стигнат до 16 TB (за 4 KB блокове), което е осем пъти по-голям от ext3.

И накрая, дълбочината на поддиректории в ext4 е увеличен от 32 KB за почти безкраен. Това може да изглежда излишно, но тук е необходимо да се вземе предвид възможно размерът на йерархията на файловата система в екзабайта. Тя също така е оптимизиран индекси директория, която вече използва структура хеширана като B-дърво. Ето защо, въпреки много по-голям размер, търсене в ext4 е много бърз.

Един от основните недостатъци на ext3 на системата е нейната метод за разпределяне на дисково пространство. Дискови ресурси, предназначени за файлове с помощта на растерни изображения пространство - начини, които не произвеждат всяка скорост или мащабируемост. Форматът използва в ext3, е много ефективен за малки файлове, но ужасно неефективен за голям. Ето защо, за да се подобри разпределението на ресурсите и подпомагане на по-ефективна структура за съхранение на данни в ext4 вместо растерни изображения, използвани степен. Обхват - това е просто начин за представяне на поредица от блокове от непрекъсната памет. При използване на намалено количество на метаданни степен, тъй като вместо информация където всеки блок памет степен съдържат информация за които съществува голям непрекъснат списък на памет блокове.

В ext4 за ефективно представяне на малки файлове, в степен използва поетапен подход, както и ефективно да представляват големи файлове, използвани дървета степен. Например, един индекс ЕВРОВОК в ext4 има достатъчно място, за да се отнасят до четири степени (всеки от които представлява множество от последователни блокове). За голям (включително фрагментирана) файл дръжка може да съдържа връзки към други иноди, всеки от които може да сочат към възел лист (посочване на размерите). Такова дърво степен постоянна дълбочина осигурява мощен механизъм за представяне на големите, потенциално фрагментирани файлове. Също така, единици имат самопроверка механизми за защита на файловата система.

Един от най-важните параметри, използвани при оценката на нови файлови системи е тяхната основна производителност. Това е една от най-сложните области, което е увеличаването на броя на файловата система и високи изисквания за тяхната достоверност може да бъде сериозно повредена. И все пак ext4, заедно с по-голяма скалируемост и надеждност, има редица подобрения, свързани с производителността.

Други техники за оптимизация на базата на размера на файла е забавено разпределение. от приемането, оптимизация отложи отпускането на физически блок памет, докато данните трябва да бъдат действително записват на диск. Същността на тази оптимизация е, че стелажи разпределението на физически единици за съхранение до момента, когато те са действително написано, дава възможност да се отпуснат повече последователни блокове. Това е подобно на предварителен избор, с изключение на факта, че тази система изпълнява задачата автоматично. Но ако размерът на файла е известен предварително, че е по-добре да се прилага предварителен подбор.

Крайният оптимизацията е свързана и с поредица от блокове, - група от блокове, определени за ext4. В ext3 всеки блок се разпределя индивидуално. Затова понякога се оказва, че избраните блокове не се намира в серия за серийни данни. В ext4 този проблем е решен от факта, че групата на изолация блок се случва в момент, обаче, фрагментация е малко вероятно. Тук, както и в предишния техника на данни, свързани с оптимизацията се съхранява на диска заедно, което от своя страна им позволява да се оптимизира четене.

Друг аспект на единица избор група е количеството на работата, необходима за отделни блокове. Спомнете си, че в избора ext3 извършва един блок в даден момент. Изолиране на групи от блокове изисква много по-малък брой обаждания, че ускорява разпределение блокове.

Ако увеличите размера на файлови системи до нива, които се поддържат от ext4, неизбежно повдига и въпроса за увеличаване на надеждността. За решаване на проблема в ext4, множество самозащита и самолечение механизми.

Подобно на ext3, ext4 е журнал файлова система. Logging - е процес на записване на промените, които се провеждат в файловата система на списанието (специален входни лог файл с кръгъл съседно пространство на диска). Действителните промени в физическо устройство, направен от лог файл. Това позволява промени по-надеждно и осигуряват целостта на данните, дори в случай на срив на системата или спиране на тока по време на работа. Това намалява вероятността от увреждане на файловата система.

Но дори и с използването на журнал щети на системата, ако грешни записи ще получат списанието. За борба с този в ext4 осъществява проверка контролна журнални записи, за да се гарантира, че правилните промени са направени на основната файлова система.

В зависимост от нуждите на ext4 на потребителя може да работи в различни режими на сеч. Например, ext4 поддръжка на запис-отзад (в дневника съдържа само метаданни), режим на готовност поръчка (метаданни е влязъл, но само след записването на самите данни), както и най-надеждни - режим на кафе (в дневника съдържа данни, така и метаданни). Имайте предвид, че въпреки че режимът на кафе - това е най-добрият начин да се гарантира целостта на файловата система в същото време това е най-бавния режим, тъй като тя преминава през данни на списанието.

Въпреки ext4 включва възможността за намаляване на разпокъсаността на файловата система (за разпределение степен, на последователни блокове), но с по-дълъг живот на файловата система някои фрагментация е неизбежно. Следователно, за да се подобри ефективността на съществуващите инструмент, който дефрагментира в движение, тъй като файловата система или отделни файлове. Defragmenter - е прост инструмент, който копия (разпокъсани) файлове в ext4 новата дескриптора, което показва постоянните размерите.

Друг резултат от дефрагментиране в движение, е да се намали времето проверката на файловата система. (Fsck). Ext4 бележи неизползваните групи от блокове в таблицата на възела, който позволява процес (fsck) напълно ги прескачане и ускорява по този начин се проверява процедурата. Ето защо, когато операционната система не реши да се провери на файловата система, след като вътрешна грешка (което неминуемо ще се случи с увеличаване на размера на файловата система и неговото разпределение), което се дължи на архитектурата на ext4, че може да се направи бързо и надеждно