Linux文件系统ext3与ext4主要区别手记

Linux文件系统ext3与ext4主要区别手记

很长一段时间以来，ext3是很多linux发行版默认的文件系统，现在ext4已经发布，并且已经有发行版开始使用ext4作为默认的文件系统了（其实最初的时候ext4是作为ext3的扩展，但是为了保证ext3的稳定性等原因，很多人反对直接对ext3进行扩展，所以单独作为了ext4项目）。

ext3还是使用15个inode来查找数据块，前12个为直接数据块，直接指向存储数据的数据块，接下来分别为一级间接块，二级间接块，三级间接块，如下图：

其中point本来也是数据块，现在拿来做数据块的索引用，其中ext3的头文件定义为：__u32 i_block[EXT3_N_BLOCKS];/* Pointers to blocks */，所以可以计算ext3文件系统的极限：

最大分区：
    因为定义的是无符号32位数，所以可能定位的block范围为2^32，也就是4G，如果一个block大小为4KB，所以为4G * 4KB = 16TB

最大文件：
    前面直接指向12个数据块，一级间接块最大为block size / 4，block size就是数据块的大小，因为一个索引是4个字节，所以除以4，这样计算下来，最大的文件可以使用的总块数为:12 + (block size/4) + (block size/4)^2 + (block size/4)^3，如果block size大小为4K，则为(12 + 2^10 + 2^20 + 2^30) * 2^12 约等于4T。

为了突破ext3这个大小限制，ext4使用了48位的数据块索引空间，同时使用了如下结构代替inode索引的方式：
struct ext3_extent {
__u32 ee_block; /* first logical block extent covers */
__u16 ee_len;   /* number of blocks covered by extent */
__u16 ee_start_hi; /* high 16 bits of physical block */
__u32 ee_start; /* low 32 bigs of physical block */
};

这样查找数据块的时候就不是每个块建立一个索引，而且使用连续的数据块，也就是分别指示起始位置，以及连续的块数，这样在大文件的时候，磁盘io效率以及查找数据块效率上都有很大的提高，所以ext4的文件系统也比ext3出色。因为使用了48位的索引空间，所以在4KB块大小的情况下，文件系统的极限是2^48 * 4KB = 1EB，不过，目前由于工具的限制，只能使用16TB的分区。

EXT3与EXT4的主要区别