Quel est le système de fichiers par défaut actuellement utilisé par les distributions Linux ?

Le système de fichiers par défaut actuel utilisé par les distributions Linux est "ext4". EXT4 est le système de fichiers étendu de quatrième génération, un système de fichiers journaux sous le système Linux et la version successeur du système de fichiers ext3. Caractéristiques du système de fichiers Ext4 : système de fichiers plus grand et fichiers plus volumineux, plus grand nombre de sous-répertoires, préallocation persistante, etc.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Red Hat Enterprise Linux 6.1, ordinateur Dell G3.

Il y a un concept important dans le système LINUX : tout est un fichier. Linux est une réécriture d'UNIX. Dans le système UNIX, toutes les ressources sont considérées comme des fichiers, y compris les périphériques matériels.

Le système de fichiers de Linux est différent en raison des différentes versions de Linux. Il sera rétrocompatible et une distribution Linux n'aura pas qu'un seul système de fichiers.

Actuellement, Linux prend en charge de nombreux systèmes de fichiers. Le système de fichiers par défaut utilisé par la plupart des distributions Linux est généralement ext4.

EXT4 est le système de fichiers étendu de quatrième génération (anglais : Quatrième système de fichiers étendu, en abrégé ext4) est un système de fichiers journaux sous le système Linux et est la version successeur du système de fichiers ext3.

Ext4 a été implémenté par l'équipe de développement dirigée par Theodore Tso, le responsable d'Ext3, et introduit dans le noyau Linux 2.6.19.

Ext4 a été créé parce que les développeurs ont ajouté de nouvelles fonctionnalités avancées à Ext3, mais plusieurs problèmes importants sont survenus lors du processus de mise en œuvre :

(1) Certaines nouvelles fonctionnalités violent la rétrocompatibilité Sécurité

(2) Les nouvelles fonctionnalités rendent le code Ext3 plus complexe et difficile à maintenir

(3) Les modifications nouvellement ajoutées rendent Ext3, à l'origine très fiable, peu fiable.

Pour ces raisons, à partir de juin 2006, les développeurs ont décidé de séparer Ext4 d'Ext3 pour un développement indépendant. Le développement d'Ext4 a commencé à cette époque, mais la plupart des utilisateurs et administrateurs Linux n'y ont prêté que peu d'attention jusqu'à la sortie du noyau 2.6.19 en novembre 2006. Ext4 est apparu pour la première fois dans le noyau grand public, mais il était encore au stade expérimental, donc beaucoup de gens l'ont ignoré.

Le 25 décembre 2008, la version officielle du noyau Linux 2.6.28 est sortie. Avec la sortie de ce nouveau noyau, le système de fichiers Ext4 a également mis fin à sa période expérimentale et est devenu une version stable.

Caractéristiques :

• Systèmes de fichiers plus volumineux et fichiers plus volumineux

  Le système de fichiers Ext3 ne peut prendre en charge que les systèmes de fichiers jusqu'à 32 To et 2 To de fichiers. En fonction de l'architecture spécifique et des paramètres système utilisés, la limite de capacité réelle peut être encore inférieure à ce nombre, qui ne peut accueillir qu'un système de fichiers de 2 To et 16 Go de fichiers. La capacité du système de fichiers d'Ext4 atteint 1 Mo et la capacité des fichiers atteint 16 To, ce qui est un nombre très élevé. Cela n'est peut-être pas important pour les ordinateurs de bureau et les serveurs classiques, mais pour les utilisateurs de grandes baies de disques, c'est très important.

• Plus de sous-répertoires

  Ext3 ne prend actuellement en charge que 32 000 sous-répertoires, tandis qu'Ext4 supprime cette limitation et prend théoriquement en charge un nombre illimité de sous-répertoires.

• Plus de numéros de blocs et de nœuds i

  Le système de fichiers Ext3 utilise un espace de 32 bits pour enregistrer le nombre de blocs et de nœuds i, tandis que le système de fichiers Ext4 les développe à 64 bits.

• Allocation multi-blocs

  Lorsque les données sont écrites dans le système de fichiers Ext3, l'allocateur de blocs de données d'Ext3 ne peut allouer qu'un seul bloc de 4 Ko à la fois. Un fichier de 100 Mo nécessite. 25 600 appels à l'allocateur de blocs de données et l'allocateur multibloc d'Ext4 « Multiblock Allocator (MBAlloc) » prend en charge l'allocation de plusieurs blocs de données en un seul appel.

• Préallocation persistante

  Si une application doit allouer de l'espace disque avant d'être réellement utilisée, la plupart des systèmes de fichiers le font en allouant de l'espace disque à l'espace disque inutilisé en écriture 0. à l'espace pour réaliser l'allocation, comme le logiciel P2P. Afin de garantir qu'il y a suffisamment d'espace pour stocker le fichier téléchargé, un fichier vide de la même taille que le fichier téléchargé est souvent créé à l'avance afin d'éviter un échec de téléchargement dû à un manque d'espace disque dans les heures ou les jours suivants. Ext4 implémente une pré-allocation persistante au niveau du système de fichiers et fournit les API correspondantes, ce qui est plus efficace que le logiciel d'application lui-même.

• Allocation différée

  La stratégie d'allocation de blocs de données d'Ext3 consiste à allouer le plus tôt possible, tandis que la stratégie d'Ext4 consiste à retarder l'allocation autant que possible jusqu'à ce que le fichier soit écrit le tampon. Les blocs de données sont alloués et écrits sur le disque, optimisant ainsi l'allocation des blocs sur l'ensemble du fichier et améliorant considérablement les performances.

• Structure d'étendue

  Le système de fichiers Ext3 utilise des adresses de mappage indirect, ce qui est extrêmement inefficace lors de l'exploitation de fichiers volumineux. Par exemple, pour un fichier de 100 Mo, une table de mappage de 25 600 blocs de données (en prenant la taille de chaque bloc de données comme exemple de 4 Ko) doit être établie dans Ext3 tandis qu'Ext4 introduit le concept d'étendues, et chaque étendue est un ensemble ; de blocs de données consécutifs, les fichiers ci-dessus peuvent être représentés par des extensions car « les données du fichier sont stockées dans les 25 600 blocs de données suivants », ce qui améliore l'efficacité de l'accès.

• Nouvelle structure des i-nodes

  Ext4 prend en charge les i-nodes plus grands. La taille par défaut du nœud i de l'Ext3 précédent était de 128 octets. Afin de prendre en charge des attributs plus étendus dans le nœud i, la taille du nœud i par défaut d'Ext4 est de 256 octets. De plus, Ext4 prend également en charge les attributs d'expansion rapide et la rétention des i-nodes.

• Fonction de vérification du journal

  Le journal est la structure la plus couramment utilisée du système de fichiers. Le journal est également facilement endommagé, et la récupération des données du journal endommagé entraînera davantage de corruption des données. Ext4 ajoute une fonction de vérification aux données du journal. La fonction de vérification du journal peut facilement déterminer si les données du journal sont endommagées. De plus, Ext4 fusionne le mécanisme de journalisation en deux étapes d'Ext3 en une seule étape, ce qui améliore les performances tout en augmentant la sécurité.

• Prise en charge du mode « pas de journal »

  La journalisation prendra toujours une certaine surcharge. Ext4 permet de désactiver la journalisation afin que certains utilisateurs ayant des besoins particuliers puissent améliorer les performances.

• La barrière est activée par défaut

  Le disque est équipé d'un cache interne pour réajuster l'ordre des opérations d'écriture de données par lots et optimiser les performances d'écriture, de sorte que le fichier Le système doit enregistrer les données. L'enregistrement Commit ne peut pas être écrit tant qu'il n'est pas écrit sur le disque. Si l'enregistrement Commit est écrit en premier et que le journal peut être endommagé, l'intégrité des données sera affectée. La barrière est activée par défaut dans le système de fichiers Ext4. Ce n'est que lorsque toutes les données avant la barrière sont écrites sur le disque que les données après la barrière peuvent être écrites.

• Défragmentation en ligne

  Bien que l'allocation retardée, l'allocation multibloc et les fonctions d'extension puissent réduire efficacement la fragmentation des fichiers, la fragmentation est toujours inévitable. Ext4 prend en charge la défragmentation en ligne et fournira l'outil e4defrag pour la défragmentation de fichiers individuels ou de l'ensemble du système de fichiers.

• Prise en charge rapide de fsck

  Les versions précédentes du système de fichiers étaient lentes à exécuter fsck car elles devaient vérifier tous les i-nœuds, tandis qu'Ext4 donnait à chaque groupe de blocs une liste des nœuds inutilisés. Les i-nodes sont ajoutés à la table i-node, de sorte que le système de fichiers Ext4 peut les ignorer lors des contrôles de cohérence et vérifier uniquement quels i-nodes sont utilisés, améliorant ainsi la vitesse.

• Prise en charge des horodatages nanosecondes

  Les horodatages du système de fichiers étendu avant Ext4 sont en secondes, ce qui peut déjà faire face à la plupart des paramètres, mais comme la vitesse et l'intégration des processeurs (processeurs multicœurs) continuent d'augmenter et Linux commence à se développer dans d'autres domaines d'application, il augmentera l'unité d'horodatage à la nanoseconde.

  Ext4 ajoute deux chiffres à la plage horaire, prolongeant ainsi la durée de vie de 500 ans. L'horodatage d'Ext4 prend en charge les dates jusqu'au 25 avril 2514, tandis qu'Ext3 n'atteint que le 18 janvier 2038. .

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