linux文件系統(tǒng)詳解

主要結(jié)構(gòu)：

• 磁盤組成與分區(qū)
• 文件系統(tǒng)特性
• linux的EXT2文件系統(tǒng)
• 與目錄樹的關(guān)系
• EXT2/ext3文件的存取與日志式文件系統(tǒng)功能
• linux文件系統(tǒng)的運(yùn)行
• 掛載點(diǎn)的意義
• 其他linux支持的文件系統(tǒng)與vfs
• xfs文件系統(tǒng)簡介

1.整顆磁盤的組成

• 圓形的盤片（竹雅頌記錄數(shù)據(jù)的部分）
• 機(jī)械手臂，與機(jī)械手臂上的磁頭（可讀寫盤片上的數(shù)據(jù)）
• 主軸馬達(dá)，可以轉(zhuǎn)動(dòng)盤片，讓機(jī)械手臂的磁頭在盤片上讀寫數(shù)據(jù)
  2.盤片上物理組成
• 扇區(qū)為最小的物理存儲(chǔ)單位，且依據(jù)磁盤設(shè)計(jì)的不同，目前主要有512Bytes與4K兩種格式。
• 將扇區(qū)組成一個(gè)圓，那就是柱面。
• 磁盤分區(qū)表主要有兩種格式，一種是限制較多的MBR分區(qū)表，一種是較新且限制較少的GPT分區(qū)表。
• MBR分區(qū)表中，第一個(gè)扇區(qū)最重要，里面有：（1）主要開機(jī)區(qū)（master boot record，MBR）及分區(qū)表（partition table），其中MBR占有446Bytes，而partition table 則占有64Bytes。
• GPT分區(qū)表除了分區(qū)數(shù)量擴(kuò)充較多之外，支持的磁盤容量也可以超過2TB。
  3.實(shí)體磁盤及虛擬磁盤
  
  4.三個(gè)數(shù)據(jù)的意義
• superblock：記錄此filesystem的整體信息，包inode/block的總量，使用量，剩余量，以及文件系統(tǒng)的格式與相關(guān)信息等。
• inode：記錄文件的屬性，一個(gè)文件占用一個(gè)inode，同時(shí)記錄此文件的數(shù)據(jù)所在的block號(hào)碼。
• block：實(shí)際記錄文件的內(nèi)容，若文件太大時(shí)，會(huì)占用多個(gè)block。
  
  
  
  5.區(qū)塊群組（block group）的六個(gè)主要內(nèi)容
  1）data block（數(shù)據(jù)區(qū)塊）
  
  ext2文件系統(tǒng)的block還有什么限制？
• 原則上，block的大小與數(shù)量在格式化就不能夠在改變了（除非重新格式化）。
• 每個(gè)block內(nèi)最多只能夠放置一個(gè)文件的數(shù)據(jù)。
• 如果文件大于block的大小，則一個(gè)文件會(huì)占用多個(gè)block數(shù)量。
• 若文件小于block，則該block的剩余容量就不能在被使用了（磁盤空間會(huì)浪費(fèi)）。
  2）inode table （inode表格）
  inode記錄的文件數(shù)據(jù)：
• 該文件的存取模式
• 該文件的擁有者于群組
• 該文件的容量
• 該文件創(chuàng)建或狀態(tài)改變的時(shí)間（ctime）
• 最近一次的讀取時(shí)間（atime）
• 最近修改的時(shí)間（mtime）
• 定義文件特性的旗標(biāo)
• 該文件真正內(nèi)容的指向
  inode特色
• 每個(gè)inode大小均固定為128Bytes（新的ext4與xfs可設(shè)置到256Bytes）。
• 每個(gè)文件僅會(huì)占用一個(gè)inode而已。
• 因此文件系統(tǒng)能夠創(chuàng)建的文件數(shù)量與inode的數(shù)量有關(guān)。
• 系統(tǒng)讀取文件時(shí)需要先找到inode，并分析所記錄的權(quán)限與使用者是否符合，若符合才能開始實(shí)際讀取block的內(nèi)容。
  
  3）Superblock （超級(jí)區(qū)塊）
  記錄的信息
• block與inode的總量
• 未使用與使用的inode/block數(shù)量
• block與inode的大?。╞lock為1，2，4K，inode為128Bytes或256Bytes）。
• filesystem的掛載時(shí)間，最近一次寫入數(shù)據(jù)的時(shí)間，最近一次檢驗(yàn)磁盤的使勁按等文件系統(tǒng)相關(guān)信息。
• 一個(gè)valid bit數(shù)值，若此文件系統(tǒng)已被掛載，則valid bit為0，若未被掛載，則valid bit為1。
  4）Filesystem Description （文件系統(tǒng)描述說明）
• 這區(qū)段可以描述每個(gè)block group的開始與結(jié)束的block號(hào)碼，以及說明每個(gè)區(qū)段分別介于哪一個(gè)block號(hào)碼之間。
  5）block bitmap （區(qū)塊對(duì)照表）
• 是記錄使用與未使用block區(qū)塊的。
  6）inode bitmap （inode 對(duì)照表）
• inode bitmap是記錄使用與未使用的inode號(hào)碼。
  6.與目錄樹的關(guān)系
  
  7.文件系統(tǒng)的行為
  
  
  8.日志文件系統(tǒng)
  
  9.linux文件系統(tǒng)的運(yùn)行
  
  10.掛載點(diǎn)的意義（mount point）
• 每個(gè)filesystem都有獨(dú)立的inode/block/
• superblock等信息，這個(gè)文件系統(tǒng)要能夠鏈接到目錄樹才能被我們使用。將文件系統(tǒng)與目錄樹結(jié)合的動(dòng)作我們稱為“掛載”。
  
  11.其他linux支持的文件系統(tǒng)與VFS
  
  12.XFS文件系統(tǒng)簡介
  
  xfs文件系統(tǒng)在數(shù)據(jù)分布上，主要規(guī)劃為三個(gè)部分:
• 數(shù)據(jù)區(qū)
• 文件系統(tǒng)活動(dòng)登錄區(qū)
• 實(shí)時(shí)運(yùn)行去