一、Linux檔案系統
每種作業系統能夠使用的檔案系統并不相同,Linux的正統檔案系統為Ext2(Linux second extended file system, ext2fs),現在通常可以稱呼一個可被掛載的資料為一個檔案系統,
檔案系統的運行機制與作業系統的檔案資料有關,檔案資料除了檔案內容外,還有檔案屬性,檔案系統通常會把這兩部分放在不同的區塊,
- superblock:記錄此filesystem的整體資訊,包括inode,block的總量、使用量、剩余量,以及檔案系統的格式與相關資訊等
- inode:記錄檔案的屬性,一個檔案占用一個inode,同時記錄此檔案的資料所在的block號碼
- block:實際記錄檔案的內容,若檔案太大,會占用多個block(所以一個inode可對應多塊block)
注:檔案名是放在block中的,此外,如果一個inode對應過多block(inode大小存不下這么多號碼),則需要另外用block來記錄這些對應block的號碼
檔案系統一開始就將inode和block規劃好了,除非重新格式化,否則不再變動,但若檔案系統過大,inode和block數量過多,不易于管理,所以,Ext2檔案系統在格式化的時候基本上區分為多個區塊組(block group),每個區塊組都有獨立的inode/block/superblock系統:

- boot sector:開機扇區,可以安裝開機管理程式,是一個非常重要的設計,這樣就能將不同的開機管理程式安裝到個別的檔案系統的最前端,而不用覆寫整顆磁盤唯一的MBR(多系統),
- data block:資料區塊,用來放置檔案內容資料的地方,
- inode table:inode表,inode除了記錄檔案的屬性外,還有一些特色:(1)檔案系統能夠創建的檔案數量與inode數量有關(2)系統讀取檔案時需先找到inode,若inode所記錄的權限與使用者符合,才能夠讀取block內容
inode結構示意圖:

- superblock:超級區塊,記錄整個filesystem相關資訊,除了block和inode的總量、使用量剩余量外,還記錄其大小(block 1, 2, 4K, inode 128, 256Bytes)以及filesystem的掛載事件、最近一次寫入資料時間等檔案系統相關資訊,
第一個block group內含有superblock,后續的不一定有,如果有,則是第一個的副本, - filesystem description:檔案系統描述說明,描述每個block group的開始與結束的block號碼,以及說明block group內部每個區段之間的block號碼范圍(可用dumpe2fs觀察)
- block bitmap:區塊對照表,記錄block區塊是否被使用,例如新增時,要找到空的block;洗掉時將block對用的標志修改為“未使用”
- inode bitmap:inode對照表,與上類似
二、檔案系統的簡單操作
2.1 磁盤與目錄容量
- df
# df [-ahikHTm] [目錄或檔案名]

- du
2.2 物體鏈接(硬鏈接)與符號鏈接(軟鏈接)
- Hard Link:硬鏈接,在某個目錄下新增一筆檔案名到某inode號碼的關聯記錄(可以理解為c++的智能指標)


-i 查看inode相關資訊,ln創建鏈接
發現創建鏈接后,兩個檔案名鏈接到同一個inode,所有相關資訊都一樣(除了檔案名),鏈接的優點是安全,類比智能指標,任何一個指標都可以用來修改資料,但只有當最后一個指標離開作用域,記憶體才被釋放,所以,當鏈接數大于1時,洗掉的只是檔案名,inode和block仍然存在,
使用限制:(1)不能跨filesystem(2)不能link目錄 - Symbolic Link:軟鏈接(符號鏈接),
符號鏈接會創建一個獨立的檔案,存放源檔案的檔案名,相當于c++的參考(別名),所以,當源檔案洗掉后,symbolic 的檔案則無法打開,
# ln -s 源檔案 鏈接檔案
默認為hard link, -s為symbolic link

可以看到,軟鏈接有不同的inode和block(新檔案),
當我們新建一個目錄時,其默認鏈接數為2(當前目錄 . 和上層目錄 …),
上層目錄的鏈接數+1,
三、磁盤的磁區、格式化、檢驗與掛載
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