為了突破ext3這個大小限制，ext4使用了48位的數(shù)據(jù)塊索引空間，同時使用了如下結(jié)構(gòu)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 */
};
這樣查找數(shù)據(jù)塊的時候就不是每個塊建立一個索引，而且使用連續(xù)的數(shù)據(jù)塊，也就是分別指示起始位置，以及連續(xù)的塊數(shù)，這樣在大文件的時候，磁盤io效率以及查找數(shù)據(jù)塊效率上都有很大的提高，所以ext4的文件系統(tǒng)也比ext3出色。因?yàn)槭褂昧?8位的索引空間，所以在4KB塊大小的情況下，文件系統(tǒng)的極限是2^48 * 4KB = 1EB，不過，目前由于工具的限制，只能使用16TB的分區(qū)。
ext3和ext4文件系統(tǒng)的區(qū)別如下：
1. 與 Ext3 兼容。 執(zhí)行若干條命令，就能從 Ext3 在線遷移到 Ext4，而無須重新格式化磁盤或重新安裝系統(tǒng)。原有 Ext3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)照樣保留，Ext4 作用于新數(shù)據(jù)，當(dāng)然，整個文件系統(tǒng)因此也就獲得了 Ext4 所支持的更大容量。
tune2fs -O extents,uninit_bg,dir_index /dev/sda5
e2fsck /dev/sda5
2. 更大的文件系統(tǒng)和更大的文件。 較之 Ext3 目前所支持的最大 16TB 文件系統(tǒng)和最大 2TB 文件，Ext4 分別支持 1EB（1,048,576TB， 1EB=1024PB， 1PB=1024TB）的文件系統(tǒng)，以及 16TB 的文件。
3. 無限數(shù)量的子目錄。 Ext3 目前只支持 32,000 個子目錄，而 Ext4 支持無限數(shù)量的子目錄。
4. Extents。 Ext3 采用間接塊映射，當(dāng)操作大文件時，效率極其低下。比如一個 100MB 大小的文件，在 Ext3 中要建立 25,600 個數(shù)據(jù)塊（每個數(shù)據(jù)塊大小為 4KB）的映射表。而 Ext4 引入了現(xiàn)代文件系統(tǒng)中流行的 extents 概念，每個 extent 為一組連續(xù)的數(shù)據(jù)塊，上述文件則表示為“該文件數(shù)據(jù)保存在接下來的 25,600 個數(shù)據(jù)塊中”，提高了不少效率。
5. 多塊分配。 當(dāng) 寫入數(shù)據(jù)到 Ext3 文件系統(tǒng)中時，Ext3 的數(shù)據(jù)塊分配器每次只能分配一個 4KB 的塊，寫一個 100MB 文件就要調(diào)用 25,600 次數(shù)據(jù)塊分配器，而 Ext4 的多塊分配器“multiblock allocator”（mballoc） 支持一次調(diào)用分配多個數(shù)據(jù)塊。
6. 延遲分配。 Ext3 的數(shù)據(jù)塊分配策略是盡快分配，而 Ext4 和其它現(xiàn)代文件操作系統(tǒng)的策略是盡可能地延遲分配，直到文件在 cache 中寫完才開始分配數(shù)據(jù)塊并寫入磁盤，這樣就能優(yōu)化整個文件的數(shù)據(jù)塊分配，與前兩種特性搭配起來可以顯著提升性能。
7. 快速 fsck。 以前執(zhí)行 fsck 第一步就會很慢，因?yàn)樗獧z查所有的 inode，而現(xiàn)在 Ext4 給每個組的 inode 表中都添加了一份未使用 inode 的列表，今后 fsck Ext4 文件系統(tǒng)就可以跳過它們而只去檢查那些在用的 inode 了。
8. 日志校驗(yàn)。 日志是最常用的部分，也極易導(dǎo)致磁盤硬件故障，而從損壞的日志中恢復(fù)數(shù)據(jù)會導(dǎo)致更多的數(shù)據(jù)損壞。Ext4 的日志校驗(yàn)功能可以很方便地判斷日志數(shù)據(jù)是否損壞，而且它將 Ext3 的兩階段日志機(jī)制合并成一個階段，在增加安全性的同時提高了性能。
9. “無日志”（No Journaling）模式。 日志總歸有一些開銷，Ext4 允許關(guān)閉日志，以便某些有特殊需求的用戶可以借此提升性能。
mkfs.ext4 -O ^has_journal /dev/sda5
10. 在線碎片整理。 盡管延遲分配、多塊分配和 extents 能有效減少文件系統(tǒng)碎片，但碎片還是不可避免會產(chǎn)生。Ext4 支持在線碎片整理，并將提供 e4defrag 工具進(jìn)行個別文件或整個文件系統(tǒng)的碎片整理。
11. inode 相關(guān)特性。 Ext4 支持更大的 inode，較之 Ext3 默認(rèn)的 inode 大小 128 字
節(jié)，Ext4 為了在 inode 中容納更多的擴(kuò)展屬性（如納秒時間戳或 inode 版本），默認(rèn) inode 大小為 256 字節(jié)。Ext4 還支持快速擴(kuò)展屬性（fast extended attributes）和 inode 保留（inodes reservation）。
12. 持久預(yù)分配（Persistent preallocation）。 P2P 軟件為了保證下載文件有足夠的空間存放，常常會預(yù)先創(chuàng)建一個與所下載文件大小相同的空文件，以免未來的數(shù)小時或數(shù)天之內(nèi)磁盤空間不足導(dǎo)致下載失敗。 Ext4 在文件系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)了持久預(yù)分配并提供相應(yīng)的 API（libc 中的 posix_fallocate()），比應(yīng)用軟件自己實(shí)現(xiàn)更有效率。
13. 默認(rèn)啟用 barrier。 磁 盤上配有內(nèi)部緩存，以便重新調(diào)整批量數(shù)據(jù)的寫操作順序，優(yōu)化寫入性能，因此文件系統(tǒng)必須在日志數(shù)據(jù)寫入磁盤之后才能寫 commit 記錄，若 commit 記錄寫入在先，而日志有可能損壞，那么就會影響數(shù)據(jù)完整性。Ext4 默認(rèn)啟用 barrier，只有當(dāng) barrier 之前的數(shù)據(jù)全部寫入磁盤，才能寫 barrier 之后的數(shù)據(jù)。（可通過 “mount -o barrier=0” 命令禁用該特性。
