为什么ext4卷中的这些文件会碎片化？

我ext4在（磁性）硬盘驱动器上有一个900GB的分区，没有缺陷，也没有坏扇区。除空lost+found目录外，该分区完全为空。该分区是使用默认参数格式化的，除了将保留的文件系统块的数量设置为1％。

我使用下载了〜900MB文件xubuntu-15.04-desktop-amd64.iso到分区的安装点目录wget。下载完成后，我发现文件分为四个片段：

filefrag -v /media/emma/red/xubuntu-15.04-desktop-amd64.iso
Filesystem type is: ef53
File size of /media/emma/red/xubuntu-15.04-desktop-amd64.iso is 1009778688 (246528 blocks of 4096 bytes)
 ext:     logical_offset:        physical_offset: length:   expected: flags:
   0:        0..   32767:      34816..     67583:  32768:            
   1:    32768..   63487:      67584..     98303:  30720:            
   2:    63488..   96255:     100352..    133119:  32768:      98304:
   3:    96256..  126975:     133120..    163839:  30720:            
   4:   126976..  159743:     165888..    198655:  32768:     163840:
   5:   159744..  190463:     198656..    229375:  30720:            
   6:   190464..  223231:     231424..    264191:  32768:     229376:
   7:   223232..  246527:     264192..    287487:  23296:             eof
/media/emma/red/xubuntu-15.04-desktop-amd64.iso: 4 extents found

考虑到这可能会以wget某种方式释放出来，我从分区中删除了ISO文件，使其再次为空，然后使用将〜700MB文件复制v1.mp4到了分区cp。该文件也被碎片化了。它分为三个片段：

filefrag -v /media/emma/red/v1.mp4
Filesystem type is: ef53
File size of /media/emma/red/v1.mp4 is 737904458 (180153 blocks of 4096 bytes)
 ext:     logical_offset:        physical_offset: length:   expected: flags:
   0:        0..   32767:      34816..     67583:  32768:            
   1:    32768..   63487:      67584..     98303:  30720:            
   2:    63488..   96255:     100352..    133119:  32768:      98304:
   3:    96256..  126975:     133120..    163839:  30720:            
   4:   126976..  159743:     165888..    198655:  32768:     163840:
   5:   159744..  180152:     198656..    219064:  20409:             eof
/media/emma/red/v1.mp4: 3 extents found

为什么会这样呢？有办法防止它发生吗？我以为ext4可以抵抗碎片。取而代之的是，我发现当卷的其余所有部分都未使用时，它会立即将单个文件分割成碎片。这似乎比FAT32和都糟NTFS。

在900MB文件3点或4的片段是很不错的。当该大小的文件具有超过100个以上的碎片时，碎片就会成为问题。fat或ntfs将这样的文件分成几百个并不少见。

通常，至少在较旧的ext4文件系统上，您不会看到比这更好的效果，因为块组的最大大小为128 MB，因此，每128 MB的连续空间会被几个块（用于分配位图和inode表）破坏。下一个块组。ext4的最新功能flex_bg允许将大量（通常为16个）块组的这些表打包在一起，从而保留更长的可分配块运行时间，但是取决于您的发行版以及使用什么版本的e2fsprogs对其进行格式化，此选项可能尚未使用。

您可以tune2fs -l用来检查格式化文件系统时启用的功能。

我无法真正回答，但我认为这可能会有所帮助：

请注意，每个片段的大小最多为32768个块（2的幂），这将引发一个标志，表明正在发生某些事情，并且还为您提供了寻找内容的提示。

同样值得注意的是，范围之间的物理偏移非常接近。

来自：Ext4磁盘布局

ext4文件系统分为一系列块组。为了减少由于碎片导致的性能困难，块分配器会尽力将每个文件的块保留在同一组中，从而减少查找时间。块组的大小在中指定sb.s_blocks_per_group blocks，尽管也可以计算为8 * block_size_in_bytes。默认块大小为4KiB，每个组将包含32,768个块，长度为128MiB

再往下走：

ext4用来对抗碎片的第一个工具是多块分配器。首次创建文件时，块分配器将磁盘空间的8KiB推测性地分配给文件。ext4使用的第二个相关技巧是延迟分配。在这种方案下，当文件需要更多块来吸收文件写入时，文件系统将推迟确定磁盘上的确切位置，直到所有脏缓冲区都写出到磁盘上为止。通过在绝对必要之前不提交特定的位置（达到提交超时或调用sync（）或内核耗尽内存），希望文件系统可以做出更好的位置决策。

因此，我想说分配器只关心块组（那些32K块）中的数据局部性，而不关心块组彼此相邻。