linux学习3：文件系统介绍

一个文件系统存储的数据通常包括文件权限和属性，以及文件数据，这两部分分别存储在不同的地方。

文件系统数据分为3部分 ：

Superblock:记录文件系统的整体信息，包括 inode/iblock 的总量，使用量，剩余量，以及文件系统的整体信息。

Inode:记录文件的属性，一个文件占用一个 inode,同时记录此文件数据所在的 block 号码 。

Iblock:实际记录文件的内容，若文件过大时，会占用多个 block。

文件系统由包含多个文件，每个文件都会占用1个 inode 和若干 iblock,inode 用来存储文件权限和属性，以及文件数据存放的 iblock 的编号，iblock 则存放文件的实际数据（每个 inode 和 iblock都含有一个编号）。

对于容量很大的文件系统，EXT2格式化时会分为多个 block group,每个组队都有一个独立的/inode/block/superblock

iblock (数据区块)

iblock 是用来放置文件内容数据地方，在 Ext2 文件系统中所支持的 block 大小有 1 K, 2 K 及 4 K 三种而已。 每个 block 内最多只能够放置一个文件的数据； 如果文件大于 block 的大小，则一个文件会占用多个 block 数量； 若文件小于 block ，则该 block 的剩余容量就不能够再被使用了(磁盘空间会浪费)。

Inode 主要包含信息

1、该文件的存取模式(read/write/excute)；

2、该文件的拥有者与群组(owner/group)；

3、该文件的容量；

4、该文件创建或状态改变的时间(ctime)；

5、最近一次的读取时间(atime)；

6、最近修改的时间(mtime)；

7、定义文件特性的旗标(flag)，如 SetUID…；

8、该文件真正内容的指向(pointer)；

9、其他信息

每个 inode 大小均固定为 128 bytes； 每个文件都仅会占用一个 inode 而已；因此文件系统能够创建的文件数量与 inode 的数量有关； 系统读取文件时需要先找到 inode，并分析 inode 所记录的权限与用户是否符合，若符合才能够开始实际读取 block 的内容。

inode 要记录的数据非常多，但偏偏又只有128 bytes 而已，为了记录更多的数据，系统很将 inode 记录 block 号码的区域定义为12个直接，一个间接, 一个双间接与一个三间接记录区



假设 block 为1 K

12 个直接指向： 12*1 K=12 K 由于是直接指向，所以总共可记录 12 笔记录，因此总额大小为如上所示； 间接： 256*1 K=256 K 每笔 block 号码的记录会花去 4 bytes，因此 1 K 的大小能够记录 256 笔记录，因此一个间接可以记录的文件大小如上； 双间接： 256*256*1 K 第一层 block 会指定 256 个第二层，每个第二层可以指定 256 个号码，因此总额大小如上； 三间接： 256*256*256 K第一层 block 会指定 256 个第二层，每个第二层可以指定 256 个第三层，每个第三层可以指定 256 个号码，因此总额大小如上； 总额：将直接、间接、双间接、三间接加总，得到 12 + 256* 256+256 + 256*256*256 (K) = 16 GB

Superblock (超级区块)

Superblock 是记录整个 filesystem 相关信息的地方， 没有 Superblock，就没有这个 filesystem 了。他记录的信息主要有：

block 与 inode 的总量；

未使用与已使用的 inode / block 数量； block 与 inode 的大小 (block 为 1, 2, 4 K，inode 为 128 bytes)； filesystem 的挂载时间、最近一次写入数据的时间、最近一次检验磁盘 (fsck) 的时间等文件系统的相关信息； 一个 valid bit 数值，若此文件系统已被挂载，则 valid bit 为 0 ，若未被挂载，则 valid bit 为 1 。可以通过 dumpe2fs 命令查看文件系统的 superblock；

目录与文件读取

在文件系统下创建一个文件都会分配一个 inode 和若干 iblock,目录和文件都是文件系统下的一个文件，

对于目录来说

inode ：记录了目录的权限， block：记录了目录的名称，目录下包含的文件名名与文件名所占用的 inode 号码

对于文件来说

文件名：在包含其的目录对应的 iblock 中记录 inode ：记录了文件的权限， block：记录文件实际数据