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再识文件系统 FundamentalLinux 链接文件 磁盘与文件系统管理 文件系统的相关概念 知识点 从磁盘到文件系统 磁盘的物理组成扇区磁道磁柱 磁道组成 linux分区时的最小单位磁盘容量 磁柱 磁头 扇区 512 从磁盘到文件系统 分区多个磁柱组成OS需要知道每个分区的起止磁柱号码分区的相关管理信息记录在MBR的分区表中 从磁盘到文件系统 文件系统特定分区之上的文件管理方式每个OS可认知的文件系统不同 但当今所有的文件系统都采用了数据块block作为数据读写的基本单位Block由多个扇区组成利于减少磁头寻数次数块过大浪费空间 块过小增加磁头寻数次数块大小设置应 提高文件读写效率 尽量减少空间浪费划分依据 主机用途超级块 每个分区最初的block被称为超级块 用于记录文件系统的相关控制和管理信息 需要保证安全 文件系统的组成 inode使用inode记录文件的属性信息属性信息中包含文件的内容放在block中这种将属性与内容分离的方式可以更灵活和安全的实现文件管理block 关于inode不得不说的事 inode一个文件对应至少一个inode分区中文件数量与inode数量有关一个分区一定要包含inode表和block区分区格式化时会根据默认值或指定值直接分block 再根据inode 预计 要控制的block个数 分区中总block个数划分出多个空白的inodeinode数量 分区总容量 block大小 inode控制的block数ext2可使用的block大小可以是1 2 4KB 关于inode不得不说的事 inode新建目录时 为其分配一个inode和一个block 前者放目录自身的属性 且指向后者 后者放与该目录有关的文件的关联性目录的block保存的信息中最重要的是文件名指针 该指针包括文件名和指向文件inode的指针新建文件时 为其分配一个inode和足够数量的block以 装下 该文件的全部内容 同时也要将该文件的文件名指针添加到其所在目录的block中在linux中 使用指定路径读取文件内容时 首先由根目录开始获取其所在目录的inode 从中找到文件名指针 由此找到文件的inode 再由文件inode找到其起始block 最终得到block中所存储的文件内容 具体来看ext2文件系统 块大小与inode个数在分区格式化时已确定分区中的文件数与inode数量有关将某分区格式化为ext2时 按每4KB分一个inode确定inode的个数一个inode为128B块大小固定为1 2或4KB块大小要适中块大小为1KB时 单一文件 分区的最大容量为16GB 2TB 块大小为4KB时 则分别为2TB 32TB文件名最长255字符 完整路径最长4096字符 具体来看ext2文件系统 Ext2文件系统的组成 超级块 块组1 块组2 块组3 块组4 块组5 超级块 组描述 块位示图 数据块区 inode位示图 inode区 具体来看ext2文件系统 超级块 记录文件系统的控制与管理信息block和inode的个数和大小 及其已用和未用数量文件系统的载入时间 最近一次写入数据时间 最近一次执行fsck进行磁盘检查的时间等有效位 为0已载入 为1未载入组描述 记录本块组从何处开始块位示图 使用位示图记录哪些块已用哪些块未用inode位示图 使用位示图记录inode的使用情况inode区 各inode组成的区域 每个inode都有一个唯一编号数据块区 各block组成的区域 用于存放文件数据 元数据区 数据存储区 再来看看ext3文件系统 是对ext2的升级主要加入了对日志的支持Ext2中 发生写错误时需要将元数据区与数据存储区相比较 需时很长Ext3中 专门取出一个块 记录块 记录写入或修改文件的过程 便于进行快速的数据一致性检查和恢复写前在记录块中记录 将要写入 接着 真正写入 block写完 更新元 数据 区 更新后在记录块中 记录更新 文件系统的载入 mount 文件系统需要载入 mount 才能使用物理存在的数据在逻辑上被组织为目录树的形式在存储数据时 为了管理和读写方便 要求某个分区中的数据必须位于某个特殊目录之下 而这个目录下的所有数据所在的block也必须位于该分区 这个目录就被称为载入点或挂载点eg 在安装linux时划分的 和 boot就属于两个分区 使用ls ild boot指令可以看到这两个分区的inode编号都是2 这表明它们位于不同分区 且分别是本分区的载入点 硬盘管理 查看指定文件或目录所在分区 文件系统 的容量信息及其使用情况df ikmhaT dirname filename i 使用inode显示容量 k 结果以KB形式显示容量 m 结果以MB形式显示容量 h 以日常通用的KB MB GB等显示容量 a 显示当前操作系统中所有的文件系统的容量信息 T 除显示磁盘容量信息外 还将该文件系统的类型同时给出 硬盘管理 查看目录容量的指令du akmh dirname filename默认查看当前目录下所有的 目录 及这些目录下的文件的容量 a 列出所有文件与目录的容量 k 以KB显示结果 m 以MB显示结果 h 以常见的KB MB GB等显示容量 s 列出指定目录或文件占用的总容量 不再列出其子目录容量eg 查看指定目录下所有子目录的大小du smdirpath 链接文件定义 将本文件与其他文件相联系的文件硬链接 新建一个文件名指针指向源文件的inode软链接 又称符号链接 新建一个inode 在其中记录源文件的绝对路径 并通过源文件的绝对路径来访问其数据块 链接文件定义 链接文件指令 ln sf 源文件目标文件源文件为被链接的文件 目标文件为链接文件 s 加该选项时为创建软链接文件若不加该选项则是创建硬链接文件 f 若指定的目标文件已存在 则将其覆盖 链接文件指令 eg cd tmpcp etc passwd du s df i 查看容量信息lnpasswdpasswd hl 建立硬链接du s df ils ilpasswd 查看文件类型ln spasswdpasswd sl 建立软链接du s df ils ilpasswd 链接文件指令 ln sfpasswdpasswd sl若文件passwd sl 无论类型是什么 存在就覆盖它并创建同名的软链接文件 链接文件属性 连接数新建常规文件 连接数为1 代表自身新建目录文件 连接数为2 代表它本身与其上层目录 同时其上层目录的连接数加1eg cd home swhls ld home swhmkdirtestdir2ls ld home swh home swh testdir2 链接文件属性 硬链接和软链接的文件类型不同硬链接与源文件相同 软链接是l 链接文件 硬链接是直接指向已存在的文件 其文件属性信息来自源文件的inode 软链接是一个符号 仅保存了从本文件到源文件的一个路径 其文件属性来自自身的inode 链接文件属性 结论1 硬链接的inode号和源文件一样 软链接不同2 硬链接和软链接的文件类型不同3 硬链接的大小和源文件相同 软链接仅仅几个字节 链接文件 硬链接的限制1 不能跨文件系统 跨分区链接文件硬链接直接指向原文件的inode 其数据结构与具体文件系统相关联 因此不可跨系统创建硬链接文件软链接仅保存了原文件的路径 因此可以实现跨文件系统链接eg 若 home swh与 处于不同的分区 则不可将二者的文件相互硬链接 链接文件 硬链接的限制2 不能链接目录硬链接到目录时要求该目录下的所有文件都要同时建立硬链接 且在该目录下新建文件时也要这样做 容易出现错误 同时大大增加系统复杂性 链接文件 删除源文件时硬链接与软链接反