对于 Linux 来说正规的文件系统为 EXT2,一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。
简单的说文件系统数据分为3部分 Superblock:记录次文件系统的整体信息,包括 inode/iblock 的总量,使用量,剩余量,已经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
我的理解 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; 承上,如果文件大于 block 的大小,则一个文件会占用多个 block 数量; 承上,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
Inode 主要包含信息
- 该文件的存取模式(read/write/excute);
- 该文件的拥有者与群组(owner/group);
- 该文件的容量;
- 该文件创建或状态改变的时间(ctime);
- 最近一次的读取时间(atime);
- 最近修改的时间(mtime);
- 定义文件特性的旗标(flag),如 SetUID...;
- 该文件真正内容的指向(pointer);
- 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; 承上,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 三级间接索引
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。记录区。
假设 block 为1 K
12 个直接指向: 121 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: 2561 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: 2562561 K=2562 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: 2562562561 K=2563 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 + 256256 + 256256256 (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 。
Superblock 信息查看
通过 dumpe2fs 命令查看文件系统的 superblock
举例:观察文件系统的相关信息
[root@www ~]# df <==这个命令可以叫出目前挂载的装置
Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on
/dev/hdc2 9920624 3822848 5585708 41% /
/dev/hdc3 4956316 141376 4559108 4% /home
/dev/hdc1 101086 11126 84741 12% /boot
tmpfs 371332 0 371332 0% /dev/shm
[root@www ~]# dumpe2fs /dev/hdc2
dumpe2fs 1.39 (29-May-2006)
Filesystem volume name: /1 <==这个是文件系统的名称(Label)
Filesystem features: has_journal ext_attr resize_inode dir_index
filetype needs_recovery sparse_super large_file
Default mount options: user_xattr acl <==默认挂载的参数
Filesystem state: clean <==这个文件系统是没问题的(clean)
Errors behavior: Continue
Filesystem OS type: Linux
Inode count: 2560864 <==inode 的总数
Block count: 2560359 <==block 的总数
Free blocks: 1524760 <==还有多少个 block 可用
Free inodes: 2411225 <==还有多少个 inode 可用
First block: 0
Block size: 4096 <==每个 block 的大小啦!
Filesystem created: Fri Sep 5 01:49:20 2008
Last mount time: Mon Sep 22 12:09:30 2008
Last write time: Mon Sep 22 12:09:30 2008
Last checked: Fri Sep 5 01:49:20 2008
First inode: 11
Inode size: 128 <==每个 inode 的大小
Journal inode: 8
Journal backup: inode blocks
Journal size: 128M
Group 0: (Blocks 0-32767) <==第一个 data group 内容, 包含 block 的启始/结束号码
Primary superblock at 0, Group descriptors at 1-1 <==超级区块在 0 号 block
Reserved GDT blocks at 2-626
Block bitmap at 627 (+627), Inode bitmap at 628 (+628)
Inode table at 629-1641 (+629) <==inode table 所在的 block 0 free blocks, 32405 free inodes, 2 directories <==所有 block 都用完了!
Free blocks:
Free inodes: 12-32416 <==剩余未使用的 inode 号码
Group 1: (Blocks 32768-65535)
....(底下省略)....
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