Ext4 (Português)
De Ext4 - Linux Kernel Newbies (traduzido):
- Ext4 é a evolução do sistema de arquivos mais usado no Linux, o Ext3. De diversas formas, o Ext4 é uma melhoria mais profunda sobre Ext3 do que o Ext3 foi sobre Ext2. O Ext3 foi principalmente sobre adicionar journaling ao Ext2, mas o Ext4 modifica estruturas de dados importantes do sistema de arquivos como aqueles projetados para armazenar os dados de arquivos. O resultado é um sistema de arquivos com um desenho melhorado, melhor desempenho, confiabilidade e recursos.
Criando um novo sistema de arquivos ext4
Para formatar uma partição, faça:
# mkfs.ext4 /dev/partição
- Veja mke2fs(8) para mais opções; edite
/etc/mke2fs.confpara ver/configurar as opções padrões. - Se houver suporte, você pode querer habilitar suporte a 64-bits e metadados de somas de verificação (também conhecidos como checksums).
Proporção de bytes por nó-i
Traduzido de mke2fs(8):
- mke2fs cria um nó-i para todos os bytes por nó-i de espaço no disco. Quanto maior proporção de bytes por nó-i, menos nós-i serão criados.
A criação de um novo arquivo, diretório, link simbólico etc. exige pelo menos um nó-i livre. Se a contagem de nós-i for pequena demais, nenhum arquivo pode ser criado no sistema de arquivos mesmo se ainda houver espaço restante nele.
Porque não é possível alterar a proporção de bytes por nó-i ou a contagem de nós-i após o sistema de arquivos ser criado, o mkfs.ext4 usa, por padrão, uma proporção relativamente baixa de um nó-i a cada 16384 bytes (16 KB) para evitar essa situação.
Porém, para partições com tamanho em centenas ou milhares de GB e tamanho de arquivo médio na faixa de megabytes, isso geralmente resulta em um número muito grande de nós-i porque o número de arquivos criados nunca alcança o número de nós-i.
Isso resulta em um desperdício de espaço em disco, porque todos arquivos nós-i não usados ocupam até 256 bytes no sistema de arquivos (isso também é definido em /etc/mke2fs.conf, mas não deve ser alterado). 256 * vários milhões = alguns poucos gigabytes desperdiçados em nós-i não usados.
Essa situação pode ser avaliada comparando as figuras {I}Uso% fornecidas pelo df e :
$ df -hi /home
Sist. Arq. Inodes IUsado ILivre '''IUso%''' Montado em /dev/mapper/lvm-home 1.8M 1.1K 1.8M '''1%''' /home
Para especificar uma proporção de bytes por nó-i diferente, você pode usar a opção que sugere o uso esperado do sistema de arquivos usando tipos definidos em /etc/mke2fs.conf. Além daqueles tipos estão os largefile e maiores, que oferecem proporções mais relevantes de um nó-i a cada 1 MB e 4 MB, respectivamente. Pode-se usar da seguinte forma:
# mkfs.ext4 -T largefile /dev/dispositivo
A proporção de bytes por nó-i também pode ser definida diretamente via a opção : p.ex.: use para uma proporção 2 MB e para uma proporção 6 MB.
Blocos reservados
Por padrão, 5% dos blocos de sistema de arquivos serão reservados para o superusuário, para evitar fragmentação e "permitir daemons do root continuarem a funcionar corretamente após processos sem privilégios serem impedidos de escrever no sistema de arquivos" (traduzido de mke2fs(8)).
Para discos modernos de alta capacidade, isso é mais alto do que necessário se a partição for usada como um arquivo de longo prazo ou não crucial para operações do sistema (como ). Veja esse e-mail para a opinião do desenvolvedor do ext4 Ted Ts'o sobre blocos reservados.
Geralmente é seguro reduzir a percentagem de blocos reservados para liberar espaço de disco quando a partição é:
- Grande demais (por exemplo > 50G); ou
- Usado como arquivo de longo prazo, isto é, onde arquivos não serão excluídos e criados com muita frequência
A opção -m de utilitários relacionados ao ext4 permitem especificar a percentagem de blocos reservados.
Para impedir totalmente de reservar blocos na criação do sistema de arquivos, use:
# mkfs.ext4 -m 0 /dev/dispositivo
Para alterá-lo para 1% posteriormente, use:
# tune2fs -m 1 /dev/dispositivo
Você pode usar para localizar o nome do dispositivo:
$ findmnt /o/ponto/de/montagem
Migrando de ext2/ext3 para ext4
Motivo
Um compromisso entre a conversão total para ext4 e simplesmente permanecer com ext2/ext3 é montar as partições como ext4.
Vantagens:
- Compatibilidade (o sistema de arquivos pode continuar sendo montado como ext3) – Isso permite que os usuários ainda leiam o sistema de arquivos de outros sistemas operacionais sem suporte a ext4 (por exemplo, o Windows com drivers ext2/ext3)
- Melhor desempenho (embora não tanto como uma partição ext4 totalmente convertida).
Desvantagens:
- Menos recursos do ext4 são usados (apenas aqueles que não alteram o formato do disco, como a alocação de múltiplos blocos e a alocação atrasada)
Procedimento
- Edite
/etc/fstabe altere o 'type' de ext2/ext3 para ext4 para quaisquer partições você gostaria de montar como ext4. - Monte novamente as partições afetadas.
Motivo
Para experimentar os benefícios do ext4, um processo de conversão irreversível deve ser concluído.
Vantagens:
Desvantagens:
- As partições que contêm principalmente arquivos estáticos, como uma partição , podem não se beneficiar dos novos recursos. Além disso, adicionar um journal (que está implícito ao mover uma partição ext2 para ext3/4) sempre incorre em despesas extras ao custo de desempenho.
- Irreversível (as partições ext4 não podem ser "rebaixadas" para ext2/ext3. No entanto, é compatível com versões anteriores até que a extensão e outras opções exclusivas estejam habilitadas)
Procedimento
Essas instruções foram adaptadas da documentação do Kernel e um tópico do BBS.
Nas etapas a seguir, denota o caminho para a partição a ser convertida, tal como .
- Faça backup de todos os dados em quaisquer partições ext3 que serão convertidas para ext4. Um pacote útil, especialmente para partições raiz, é o .
- Edite
/etc/fstabe altere o 'type' de ext3 para ext4 para quaisquer partições que serão convertidos para ext4. - Inicialize uma mídia Live (se necessário). O processo de conversão com deve ser feito quando a unidade não está montada. Se estiver convertendo uma partição raiz, a forma mais simples de alcançar isso é inicializar de alguma outra mídia Live.
- Certifique-se que a partição não está montada.
- Se você quiser converter uma partição ext2, a primeira etapa de conversão é adicionar um journal executando como root; fazendo dela uma partição ext3.
- Execute como root. Esse comando converte o sistema de arquivos ext3 para ext4 (irreversivelmente).
- Execute
fsck -f /dev/sdxXcomo root.- Esta etapa é necessária, do contrário o sistema de arquivos ficará ilegível. A execução de fsck é necessária para retornar o sistema de arquivos para um estado consistente. Ele vai encontrar erros de soma de verificação nos descritores de grupo - isso é esperado. A opção pede que o fsck verifique mesmo se o sistema de arquivos parecer limpo. A opção pode ser usada sobre a "reparação automática" (do contrário, o usuário será solicitado a intervir em cada erro).
- Recomendado: monte a partição e execute como root.
- Mesmo que o sistema de arquivos agora esteja convertido em ext4, todos os arquivos que foram escritos antes da conversão ainda não aproveitam a opção de extensão do ext4, que melhorará o desempenho de arquivos grandes e reduzirá a fragmentação e o tempo de verificação do sistema de arquivos. Para aproveitar plenamente o ext4, todos os arquivos teriam que ser reescritos no disco. Use e4defrag para cuidar desse problema.
- Reinicie.
Melhorando o desempenho
E4rat
E4rat é um aplicativo de pré-carregamento projetado para o sistema de arquivos ext4. Ele monitora os arquivos abertos durante a inicialização, otimiza seu posicionamento na partição para melhorar o tempo de acesso e os pré-carrega no começo do processo de inicialização. E4rat não oferece melhorias com SSDs, cujo tempo de acesso é insignificante em comparação com discos rígidos.
Desabilitando atualização de tempo de acesso
O sistema de arquivos ext4 registra informações sobre quando um arquivo foi acessado pela última vez e há um custo associado ao registro dele. Com a opção noatime, os timestamps de acesso no sistema de arquivos não são atualizados.
Fazer isso quebra aplicativos que dependem do tempo de acesso, veja fstab#Opções atime para soluções possíveis.
Aumentando o intervalo de commit
O intervalo de sincronização para dados e metadados pode ser aumentado, proporcionando um maior atraso de tempo para a opção .
O 5 segundos padrão significa que, se a energia for perdida, será perdido tanto quanto os últimos 5 segundos de trabalho. Isso força uma sincronia completa de todos os dados/journals para mídia física a cada 5 segundos. O sistema de arquivos não será danificado, graças ao registro no journaling. O seguinte fstab ilustra o uso de :
Desligando barreiras
Ext4 permite barreiras de gravação por padrão. Isso garante que os metadados do sistema de arquivos sejam corretamente escritos e ordenados no disco, mesmo quando os caches de gravação perdem energia. Isso ocorre com um custo de desempenho especialmente para aplicativos que usam fsync intensamente ou criam e excluem muitos pequenos arquivos. Para discos que tenham um cache de gravação com respaldo de bateria de uma forma ou de outra, desabilitar as barreiras pode melhorar o desempenho com segurança.
Para desligar as barreiras, adicione a opção ao sistema de arquivos desejado. Por exemplo:
/etc/fstab
/dev/sda5 / ext4 noatime,'''barrier=0''' 0 1
Desabilitando journaling
Desabilitar o journal do ext4 pode ser feito com o seguinte comando em um disco desmontado:
# tune2fs -O "^has_journal" /dev/sdXN
Use journal externo para otimizar o desempenho
Para aqueles com preocupações sobre integridade e desempenho de dados, o registro no jornal pode ser significativamente acelerado com a opção de montagem . Note que não funciona com o padrão balanceado de , então isso é recomendado apenas quando o sistema de arquivos já estiver usando cautelosamente.
Você pode formatar um dispositivo dedicado para o journal com . Use para atribuir o journal a um dispositivo existente ou substitua por mkfs.ext4 se você estiver criando um novo sistema de arquivos.
Dicas e truques
Usando criptografia baseada em arquivos
Desde o Linux 4.1, o ext4 possui suporte nativo a criptografia de arquivos — consulte o artigo fscrypt. A criptografia é aplicada no nível do diretório, e diretórios diferentes podem usar chaves de criptografia diferentes. Isso é diferente de dm-crypt, que é a criptografia em nível de dispositivo de bloco, e de eCryptfs, que é um sistema de arquivos criptográficos empilhados.
Habilitando somas de verificação de metadados
Quando um sistema de arquivos foi criado com o 1.44 ou posterior, as somas de verificação de metadados já devem estar ativadas por padrão. Os sistemas de arquivos existentes podem ser convertidos para permitir o suporte à soma de verificação de metadados.
Se o seu CPU tem suporte a SSE 4.2, certifique-se que o módulo de kernel crc32c_intel esteja carregado para habilitar o algoritmo CRC32C acelerado por hardware . Caso contrário, você precisará carregar o módulo .
Para ler mais sobre metadados de somas de verificação, veja o wiki do ext4.
Novo sistema de arquivos
Para habilitar o suporte a somas de verificação de metadados ext4 ao criar um novo sistema de arquivos.
# mkfs.ext4 -O metadata_csum /dev/caminho/para/disco
Converter arquivo de sistema existente
Primeiro, a partição precisa ser verificada e otimizada usando e2fsck:
# e2fsck -Df /dev/caminho/para/disco
Converta o sistema de arquivos para 64 bits:
# resize2fs -b /dev/caminho/para/disco
Finalmente, habilite suporte a somas de verificação:
# tune2fs -O metadata_csum /dev/caminho/para/disco
Veja também
- Wiki oficial do Ext4
- Layout de disco com Ext4 descrito no seu wiki
- Criptografia no Ext4 - artigo do LWN
- Commits do kernel para criptografia no ext4
- Changelog do e2fsprogs
- Somas de verificação de metadados do Ext4