Linux标准的文件系统知识分享(Ext2/Ext3/Ext4)

全称Linux extended file system, extfs,即Linux扩展文件系统,Ext2就代表第二代文件扩展系统,Ext3/Ext4以此类推,它们都是Ext2的升级版,只不过增加了日志功能,且彼此向下兼容,所以Ext2被称为索引式文件系统,而Ext3/Ext4被称为日志式文件系统。

备注:Linux支持很多文件系统,包括网络文件系统(NFS)、Windows的Fat文件系统。

查看Linux支持的文件系统:ls -l /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs

1-1Z51R13914H2

查看Linux支持的文件系统(已载入到内存中):cat /proc/filesystems

1-1Z51R13922314

核心设计

数据区

这些元素相对稳定,磁盘格式化后,就固定下来了。

1、inode(索引节点)
记录文件的权限、属性和数据所在块block的号码,每个文件都有且仅有一个的inode,每个inode都有自己的编号,可以把inode简单地理解为文档索引。

2、block(数据区块)
存储的文件内容,也叫数据区块(data block),每个block都有自己的编号,Ext2支持的单位block容量仅为1k、2k、4k。

备注:为了方便inode的记录,在磁盘格式化后,block的大小都已经固定了。每一个块只能存放一个文件的数据,若文件太大,将占用多个block;若文件太小,block剩余空间就不能被使用了,就会导致磁盘空间浪费,所以在磁盘分区后,文件系统格式化前,请先仔细想想文件系统的预计使用情况。

中介数据(metadata)

这些元素是为了维持文件系统状态而设计出来的,主要代表的是文件系统的动态配置信息,属于描述性信息。

1、superblock(超级块)

记录文件系统(filesystem)的整体信息,包括inode/block的总量、使用量、剩余量、大小、以及文件系统的格式和相关信息。

备注:整个文件系统的基本信息全部记录在superblock,它的大小一般为1024Bytes,如果它死掉,将会花费大量的时间去补救哦!!!

2、block group(区块群组)

试想一下,假如我们的磁盘容量高达数百G,当我们格式后,inode和block会非常庞大,为了便于管理,Ext文件系统在格式化时,引入了区块群组(block group)的概念,每个区块群组都保持独立inode/block/superblock,拥有固定数量的block,这样就分成了一群一群最基础的子文件系统。

备注:superblock对于文件系统太重要了,但是文件系统的superblock又只有一个,所以除了第一个block group含有superblock外,后续block group都可能会含有备份的superblock,目的就是为了避免superblock单点无法救援的问题。

3、block bitmap(区块对照表)

一个block只能被一个文件使用,当我们新增文件时,肯定需要使用新的block来记录文件数据。那么如何快速地知道,哪些block是新的?哪些block是已经使用了的?block bitmap就是这样被设计出来,记录所有使用和未使用的block号码。同样的,当我们删除文件时,先从block bitmap中找到对应的block号码,然后更新标志为未使用,最后释放block。

inode bitmap(inode 对照表)

和block bitmap一样的设计理念,只不过它记录地是已使用和未使用的inode号码,这里就不再敖述了。

group descriptor

描述每个区段(block group)开始和结束的block号码,以及说明每个区段(inodemap、blockmap、inode table)分别介于哪些block号码之间。

列出目前系统所有被格式化的设备:blkid

1-1Z51R13940520

挑选一个已格式化好的设备,查看文件系统的详细信息:dumpe2fs /dev/vda1

1-1Z51R1394J03

1-1Z51R139533R

备注:通过上面的Magic签名为0xEF53,说明我们的磁盘分区是一个的ext2和ext3文件系统。类似于通过文件开头的Magic,可以判断文件类型一样。

总结

Ext家族是Linux支持度最广、最完整的文件系统,当我们格式化磁盘后,就已经为我们规划好了所有的inode/block/metadate等数据,这样系统可以直接使用,不需要再进行动态的配置,这也是它最优秀的特点,不过这也是它最显著的缺点,磁盘容量越大,格式化越慢,centos7.x已经选用xfs作为默认文件系统。

 收藏 (0) 打赏

您可以选择一种方式赞助本站

支付宝扫一扫赞助

微信钱包扫描赞助

未经允许不得转载:小林博客 www.vvso.cn小林博客 » Linux标准的文件系统知识分享(Ext2/Ext3/Ext4)

分享到: 更多 (0)

评论 抢沙发

切换注册

登录

忘记密码 ?

切换登录

注册