【转载】格式化存储装置成为 Ext2/Ext3/Ext4 档案系统

格式化

用系统管理员帐户 (即 root) 身份打「mkfs -t ext2|ext3|ext4 储存装置」:

mkfs -t ext3 /dev/sdb5

要格式化档案系统为 Ext2，亦可以直接使用命令 mkfs.ext2 或 mke2fs，例如：

mkfs.ext2 /dev/sdb5

或者:

mke2fs /dev/sdb5

要格式化档案系统为 Ext3，亦可以使用命令 mkfs.ext3 或 mke2fs -j，例如：

mkfs.ext3 /dev/sdb5

或者:

mke2fs -j /dev/sdb5

Linux 在 2.6.28 开始正式鼓励使用 Ext4。要格式化档案系统为 Ext4，亦可以使用命令 mkfs.ext4 或 mke2fs -T ext4，例如：

mkfs.ext4 /dev/sdb5

或者:

mke2fs -T ext4 /dev/sdb5

mkfs.ext2、mkfs.ext3、mkfs.ext4 和 mke2fs 一般收录在套件 e2fsprogs 中。

当 mkfs (意思为 make filesystem) 收到选项 -t 档案系统，自然会寻找程序 mkfs.档案系统 并执行。而一般 GNU/Linux 都会缺省有 mkfs.ext2、mkfs.ext3、mkfs.ext4 和 mke2fs 四个程序，您会发觉四个程序的程序码都是一样或指向同一个程序。mkfs.ext2、mkfs.ext3 和 mkfs.ext4 会以叫用时的程序名称来决定格式档案系统为 Ext2 还是 Ext3 或 Ext4。

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格式化选项

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区块大小 (Block size)

区块 (block) 是档案系统储存盘案内容最小的单位，其大小对档案系统的空间运用和效用有很大的影响。较的大区块可以的令档案系统大小上限和档案大小上限增加，亦可以加快了大档案的读写。然而亦会浪费较多的空间，对平均档案大小较小的档案系统比较不利。区块大小只可以在格式化档案系统时设定，往后除重新格式化外不能改变。

Ext2/Ext3/Ext4 的区块大小可以是 1024、2048 或 4096 字节。 (Compaq Alpha 可以使用 8192 字节区块) mke2fs 一般缺省会把小于 512 MiB 的档案系统使用 1024 字节区块格式化，等于或大于 512 MiB 的档案系统使用 4096 字节区块。(实际是视乎 mke2fs.conf 中档案系统类型 small 和 default 的设定 blocksize)

您可以使用 mke2fs/mkfs 的选项 -b block-size 指定格式化后档案系统的区块大小，例如：

mkfs -t ext3 -b 4096 /dev/sdb5

-T 可以根据档案系统类型 (fs-type) 决定区块大小和其他选项，例如使用档案系统类型 news 的设定格式化档案系统，可以使用：

mkfs.ext3 -T floppy /dev/fd0

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Inode 数目

Ext2/Ext3 档案系统的 inode 数目限制了整个档案系统可能最多拥有的档案数目，而这数目在格式化档案系统时已决定，往后除重新格式化外不能改变。。一些储存了大量小档案的档案系统 (例如 USENET 新闻组服务器) 有机会出现用尽 inode 但仍余下大量硬盘空间的情况。所以安装这类服务器时，档案系统有机会需要特别设定。

mke2fs 缺省会根据档案系统的大小来决定 inode 的数目，小于或等于 512 MiB 的档系统会每 4kiB 有一个 inode，512 MiB 以上的档案系统则每 8kiB 有一个 inode。^[1](实际是视乎 mke2fs.conf 中档案系统类型 small 和 default 的设定 inode_ratio)

要直接设定 inode 数目可以使用 mke2fs/mkfs.ext2/mkfs.ext3/mkfs 的选项 -N no-of-node，例如：

mke2fs -N 1000000 /dev/sdb5

mke2fs/mkfs.ext2/mkfs.ext3/mkfs 的选项 -i byte-per-inode 根据档案系统的大小来决定 inode 的数目，例如要档案系统每 512 KiB 就有一个 inode，可以使用：

mke2fs -i 524288 /dev/sdb5

mke2fs/mkfs 的选项 -T 可以根据档案系统类型 (fs-type) 决定 inode 数目和其他选项，例如使用档案系统类型 news 的设定格式化档案系统，可以使用：

mkfs.ext3 -T news /dev/sdb5

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Inode 大小 (inode size)

现时 inode 的大小缺省为 256 字节，早期的 inode 只有 128 字节。较大的 inode 令档案系统较易扩充支援 POSIX ACL 和扩充属性 (Extended Attrible) 等功能。inode 大小同样在格式化后不能改变。

您可以加上 -I inode-size 指定 inode 大小：

mkfs.ext3 -I 128 /dev/sdb5

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保留空间

Ext2/Ext3 缺省保留 5% 硬盘空间供系统管理员工作之用。设定保留空间大小可以使用 mke2fs/mkfs.ext2/mkfs.ext3/mkfs 的选项 -m percentage，例如要档案系统保留 12% 的空间，可以使用：

mkfs.ext2 -m 12 /dev/sdb5

格式化后仍可以使用命令 tune2fs -m 或 tune2fs -r 改变。

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侦察坏区块 (Bad block)

格式化时加上选项 -c，mke2fs 会扫描整个储存装置是否有坏区块 (bad block)，例如：

mkfs -t ext3 -c /dev/sdb6

如果使用选项 -cc，mke2fs 会写一些资料入储存装置每个区块并再读取来测试坏区块 - 比原本只读更准确和但更慢的方法侦察坏区块，例如：

mkfs.ext2 -cc /dev/sdc1

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日志大小 (Journal size)

格式化 ext3 或 ext4 时，mke2fs 会自动根据档案系统的大小划分日志 (journal) 的大小^[2]：

少于 32,768 个区块则划分 1024 个区块作日志
少于 262,144 个区块但大于或等于 32,768 个区块则划分 4096 个区块作日志
大于或等于 262,144 个区块则划分 8192 个区块作日志

您可以加上 -J size=日志大小 指定建立的日志大小，单位为 MiB，例如：

mke2fs -J size=128 /dev/sdb1

格式化了 sdb1 为 ext3 并划分 128 MiB 的日志。(使用选项 -J 已稳示启用日志功能，所以可以略去选项 -j) 留意日志的大小只可以为 1024 至 102,400 个区块。

William von Hagen^[2]认为 mke2fs 自动划分的日志大小一般应该很适合，而无需要自订。日志过小会令其容易被写满，有机会减低档案系统效率。较大的日志对启用 journaling 模式可能有帮助。但如果日志大于计算机实体内存大小，开机修复档案系统时有机会不够内存加载整个日志纪录，不能自动修复。

如果有多于一颗硬盘，可以考虑使用外部日志 (external journal) 把档案系统和日志储存在不同的硬盘，可以增加效能。

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档案系统类型 (fs-type)

e2fsprog 1.39 之前中的 mkfs.ext2/mkfs.ext3/mke2fs 只支援 news 、 largefile 和 largefile4 三个档案系统类型。e2fsprog 1.39 开始， mkfs.ext2/mkfs.ext3/mke2fs 使用设定档案 mke2fs.conf 自订档案系统类型。^[3] 现时一般 GNU/Linux 缺省的档案系统类型包括：

small - 区块大小 1 KiB，每 4 KiB 一个 inode，inode 大小 128 字节
floppy - 区块大小 1 KiB，每 8 KiB 一个 inode，inode 大小 128 字节
news - 每 4 KiB 一个 inode
largefile - 每 1 MiB 一个 inode

e2fsprogs 缺省的 mke2fs.conf 额外定义了 ^[4]：

largefile4 - 每 4 MiB 一个 inode
hurd - 区块大小 4 KiB，inode 大小 128 字节
ext3 - 开启了 has_journal 功能
ext4 - inode 大小 256 字节，开启了 has_journal、extents、huge_file、flex_bg、uninit_bg、dir_nlink 和 extra_isize 功能

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档案系统标签 (Filesystem label)

档案系统标签 (Filesystem label) 在个别档案系统又叫作 Volume Name，是档案系统中一个小栏目用作简述该档案系统的用途或其储存数据。现时 GNU/Linux 都会用 USB 手指/IEEE1394 硬盘等可移除储存装置的档案系统标签作为其挂载目录的名称，方便使用者识别。而个别 GNU/Linux distribution 如 Fedora、RHEL 和 CentOS 等亦在 /etc/fstab 取代传统装置档案名称 (即 /dev/sda1 和 /dev/hdc5 等) 的指定开机时要挂载的档案系统，避免偶然因为 BIOS 设定或插入次序的改变而引起的混乱。您可以使用选项 -L 标签 在格式化时设定档案系统标签：

mkfs.ext2 -L Photos /dev/sdc1

Ext2/Ext3/Ext4 的档案系统标签不可以超过 16 个字符。往后可以使用命令 e2label 或 tune2fs -L 随时改变。

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格式化画面资讯

以下是使用命令 mke2fs/mkfs.ext2 格式化一个约 8 GiB 的分割区成为 Ext2 档案系统的画面：

# mke2fs /dev/sdb5
mke2fs 1.41.3 (12-Oct-2008)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
524288 inodes, 2096466 blocks
104823 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2147483648
64 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632

Writing inode tables: done                            
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

This filesystem will be automatically checked every 21 mounts or
180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

当中包括显示了有关新建 Ext2 档案系统的以下资讯：

区块大小 (Block size) - 上例为 4096 字节 (4 KiB)
Fragment 大小 (Fragment size) - 实际上 Ext2/Ext3/Ext4 都不支援 fragment 功能，所以这值一定和区块大小一样^[5]
inodes 数目 - 上例在整个档案系统建立了 524,288 个 inodes，亦是档案系统所可能拥有档案数目的上限
区块数目 (blocks) - 上例在整个档案系统建立了 2,096,466 个区块
保留区块 (reserved blocks) - 上例在整个档案系统保留了约 5% 的空间共 104,823 个区块 (约 409 MiB = 104,823 x 4 KiB) 给供系统管理员工作之用
档案系统区块数目上限 (Maximum Filesystem blocks) - 现时 Ext2/Ext3 所能支援一个档案系统所可能拥有区块数目的上限，上例为 2,147,483,648。即表示档案系统大小上限为 8 TiB =2,147,483,648 x 4 KiB
区块组数目 (block groups) - 上例在整个档案系统建立了 64 个区块组
区块/组 (blocks per group) - 每个区块组的区块数目，为 32,768。个区块组约有 128 MiB = 32,768 * 4 KiB
inodes/组 (inodes per group) - 每个区块组的 inodes 数目，为 8192
Superblock 备份 (Superblock backups) - Superblock 被备份在编号 32768、98304、163840、229376、294912、819200、884736 和 1605632 区块，即编号 1、3、5、7、9、25、27 和 49 区块组

此外，最尾两行亦显示档案系统的最大挂载次数 (Maxmimum Mount count) 为 21 和最大检查间距为 180 日，表示档案系统每挂载超过 21 次或超过 180 日未有进行完整档案系统检查都会启动时进行完整检查。

为避免多个档案系统需要在同一次启动时进行完整档案系统检查，mke2fs 会在格式化档案系统时用一个乱数来设定最大挂载次数 (Maxmimum Mount count) 的值，所以此值每次格式化时都不同。^[2]

以下是使用命令 mke2fs -j/mkfs.ext3/mkfs.ext4 格式化一个约 8 GiB 的分割区成为 Ext3 或 Ext4 档案系统的画面：

mke2fs 1.41.3 (12-Oct-2008)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
524288 inodes, 2096466 blocks
104823 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2147483648
64 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632

Writing inode tables: done                            
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

This filesystem will be automatically checked every 27 mounts or
180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

和格式化 Ext2 的画面几乎相同，唯一分别只是多了个 “Creating journal” 建立日志的步骤罢了。此行同时显示日志的大小，上例为 32,768 个区块 (128 MiB = 32,768 * 4 KiB)。

http://wiki.debian.org.hk/w/Format_disk_as_Ext2,_Ext3_or_Ext4