Linux操作系統系列之文件系統

　　網(LieHuo.Net)教程 Linux 分區以柱面劃分，且必須格式化成 Linux 標準文件系統 (ext2/ext3 等) 才能使用。通常來說，每個分區只能格式化為一個文件系統。

　　盡管硬盤的最小存儲單位是扇區，但對于文件系統而言，扇區的讀寫效率過低，因此以 n 個扇區為一個塊 (Block)，這是文件系統的最小存儲單位，當前支持 1024/2048/4096 三種大小的塊。當分區存儲大文件時，大的塊有助于提高讀寫效率。以 10MB 文件為例，扇區是 512 字節，需要讀取 (I/O) 20480 次，而對于 4096 字節的塊而言只需 2560 次。但也正因為塊是最小存儲單位，對于眾多的小文件來說，存儲空間浪費也就非常嚴重。即便文件小于塊，其剩余空間也是無法繼續使用的。

　　1. EXT2 文件系統結構

　　在 EXT2 文件系統中，文件存儲分為 Inode 和數據塊兩部分。inode 中存儲了文件元數據(metadata 文件屬性)信息和塊指針(指向數據塊位置)，數據塊中存儲了文件內容數據。整個分區被劃分為 n 個塊組 (Block Group)，每個塊組又劃分為多個區域。

　　Super Block: 超級塊，記錄文件系統信息，包括塊和 inode 總量、使用情況等等。

　　Group Description: 組描述，記錄塊組信息。

　　Block Bitmap: 塊位圖，記錄塊使用狀態，用于分配和回收數據塊。

　　Inode Bitmap: Inode 位圖，記錄 Inode 使用狀態，用于分配和回收 Inode。

　　Inode Table: Inode 表，存儲 Inode。

　　Data Blocks: 數據塊。

　　可以用 dumpe2fs 查看分區的相關信息

　　yuhen@yuhen-desktop:~$ sudo dumpe2fs /dev/sda1

　　Filesystem magic number: 0xEF53

　　Filesystem revision #: 1 (dynamic)

　　Filesystem OS type: Linux

　　Inode count: 498736

　　Block count: 1994060

　　Reserved block count: 99703

　　Free blocks: 1333369

　　Free inodes: 381040

　　First block: 0

　　Block size: 4096

　　Fragment size: 4096

　　Reserved GDT blocks: 486

　　Blocks per group: 32768

　　Fragments per group: 32768

　　Inodes per group: 8176

　　Inode blocks per group: 511

　　Filesystem created: Sun Jul 19 14:03:01 2009

　　Last mount time: Wed Jul 29 11:21:01 2009

　　Last write time: Wed Jul 29 11:21:01 2009

　　First inode: 11

　　Block size: 4096

　　Inode size: 256

　　... ...

　　Group 0: (Blocks 0-32767)

　　Primary superblock at 0, Group descriptors at 1-1

　　Reserved GDT blocks at 2-487

　　Block bitmap at 488 (+488), Inode bitmap at 489 (+489)

　　Inode table at 490-1000 (+490)

　　1172 free blocks, 8161 free inodes, 2 directories

　　Free blocks: 19992, 20034-20035, 20037-20043, 31605-31606, 31608-32767

　　Free inodes: 16-8176

　　Group 1: (Blocks 32768-65535)

　　Backup superblock at 32768, Group descriptors at 32769-32769

　　Reserved GDT blocks at 32770-33255

　　Block bitmap at 33256 (+488), Inode bitmap at 33257 (+489)

　　Inode table at 33258-33768 (+490)

　　20522 free blocks, 4056 free inodes, 175 directories

　　Free blocks: 33771-33773, 34053-34062, 34107-34136, 34141, ...

　　Free inodes: 11956-11957, 11965, 11984, 11988, 11991, 11998, ...

　　Group 2: (Blocks 65536-98303)

　　Block bitmap at 65536 (+0), Inode bitmap at 65537 (+1)

　　Inode table at 65538-66048 (+2)

　　17487 free blocks, 5021 free inodes, 724 directories

　　Free blocks: 67305-67307, 67309, 68035, 68043-68044, 70506-70514, ...

　　Free inodes: 19508-24528

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