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Linux 文件系统介绍

从本小节我们将要开始 Linux 中的系统,在 Linux 系统中,系统都是基于硬盘创建的,Linux 系统多种不同类型的系统管理和目录,本小节介绍几种基本常见的系统。

Linux 系统中的是数据的集合,系统不仅包含着中的数据而且还有系统的结构,所有 Linux 和程序看到的、目录、软连接及保护信息等都存储在其中。在 Linux 中普通和目录保存在称为块物理设备的磁盘或者磁带上,大多数 Linux 发行版在安装时会提供认的系统。

1. df 命令系统类型

使用 df -T -h 命令可以查看当前系统的类型,命令如下:

 df  -T -h

执行结果如下图:

执行结果详解:

第一列 系统 表示的含义是 设备的设备位置

第二列 类型 表示的含义是 系统类型(图中类型包含 devtmpfs、tmpfs、xfs、ext4、iso9660)

第三列 容量 表示的含义是 能容纳的空间大小

第四列 已用 表示的含义是 已经用了多少空间大小

第五列 可用 表示的含义是 还有多少空间大小可用

第六列 已用% 表示的含义是 已经占用的空间比例

第七列 挂载点 表示的含义是 设备挂载了那个挂载点上

2. ext 系统介绍

Linux 操作系统最开始引入的系统是扩展系统,记作 ext,它可以使用虚拟的目录操作硬件设备。ext 系统采用索引节点存放虚拟目录中存储的信息,索引节点系统在每个物理设备中创建单独的表(称为索引节点表)来存储这些信息,存储在虚拟目录中的每在索引节点表有条目。ext 系统中的 extended 部分来自其跟踪的每个的额外数据,这些数据:

大小;

的属主;

的访问权限;

指向存有数据的每个硬盘块的指针;

名;

所在的属组。

Linux 通过唯一的数值(称作索引节点号)来引用索引节点表中的每个索引节点,这个值是时由系统分配的。系统通过索引节点号而不是全名及路径来标识。

3. ext2 系统介绍

使用最开始的 ext 系统有很多的限制(如最大不能超过2GB),所以在 Linux 系统出现后,很快就有了 第二代拓展系统,记作 ext2ext2 系统是 ext 系统基本的扩展,而且保持了 ext 系统一样的结构,ext2 系统扩展了索引节点表的格式来保存系统上每个的更多信息。

ext2 的索引节点表为了创建时间、时间和最后一次访问的时间帮助系统来追踪的访问情况。ext2 系统还将允许的最大大小到了 32 TB(Linux 2.6 之前是 2TB),以容纳服务器中常见的大。除了额外扩展的索引节点外,ext2 系统还改变了在数据块中存储的方式。ext 系统在读取时不需要为了数据块查找整个物理设备。

当创建 ext2 系统时,系统可以根据预期的平均长度来选择最佳的块大小(从1024B~4096B)。例如,当的平均长度小于几千字节时,块的大小为 1024B 是最佳的,因为这会产生较少的内部碎片——也就是长度与存放块的磁盘分区有较少的不匹配。另一方面,大的块对于 大于几千字节的通常比较合合适,因为这样的磁盘传送较少,因而减轻了系统的开销。

当创建 ext2 系统时,系统可以根据在给定大小的分区上预计存放的数来选择给该分区分配多少个索引节点。这可以有效地利用磁盘的空间。

系统把磁盘块分为组。每组包含存放在相邻磁道上的数据块和索引节点。正是这种结构,使得可以用较少的磁盘平均寻道时间对存放在单独块组中的并行访问。

在磁盘数据块被实际使用之前,系统就把这些块预分配给普通。因此当的大小时,因为物理上相邻的几个块已被保留,这就减少了的碎片。

符号。如果符号表示短路径名(小于或等于 60 个字符),就把它存放在索引节点中而不用通过由数据块进行转换。

更新策略的谨慎实现将系统崩溃的影响减到最少。我们只举例子来体现这个优点:例如,当给创建硬时,首先磁盘索引节点中 的硬计数器,然后把这个新的名字加到合适的目录中。种方式下,如果在更新索引节点后而改变这个目录之前出现硬件故障,这样即使索引节点的计数 器产生,但目录是一致的。因此,尽管时无法收回的数据块,但并不导致灾难性的后果。如果这种处理的顺序相反更新索引节点前改变目录,同样的硬件故障将会导致危险的不一致,原始的硬就会从磁盘它的数据块,但新的目录项将指向不存在的索引节点。如果那个索引节点号以 后又被另外的所使用,那么向这个旧目录的写操作将毁坏这个新的。

在启动时对系统的状态进行的一致性检查。这种检查是由外部程序 e2fsck 完成的,这个外部程序不仅可以在系统崩溃之后被激活,也 可以在预定义的系统安装数每次安装操作之后对计数器加 1 之后被激活,或者在自从最近检查以来所花的预定义时间之后被激活。

不可变 immutable 的不能、和更名和仅追加 append-only 的只能把数据追加在尾。

既与 Unix Sy V Release 4(SVR4) 相兼容,也与新的组 ID 的 BSD 语义相兼容。在 SVR4 中,新采用创建它的进程的组 ID;而在 BSD 中,新继承包含它 的目录的组 ID。ext2 包含安装选项,由你指定采用哪种语义。

4. 小结

本小节介绍了 Linux 系统中较早期的系统 etxext2,使用 df -T -h 可以查看磁盘对应的系统类型,CentOs 8 认的系统是 xfs,熟悉了 extext2 系统之后,有助于后面熟悉和学习其他系统。


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