Linux文件系统管理 文件系统

概述

文件系统：文件系统这个名词大家都很陌生，不过如果说成分区，大家就比较容易理解了。原先每个分区只能格式化为一个文件系统，所以我们可以认为文件系统就是指分区。不过随着技术的进步，现在一个文件系统可以由几个分区组成，或者一个分区可以格式化为几个不同的文件系统，所以我们已经不能把文件系统和分区等同对待了。不过，为了便于理解，大家可以把文件系统想象成分区。

硬盘：硬盘是计算机的主要外部存储设备。计算机中的存储设备种类非常多，常见的主要有软盘、硬盘、光盘、U 盘等，甚至还有网络存储设备 SAN、NAS 等，不过我们使用最多的还是硬盘。如果从存储数据的介质上来区分，那么硬盘可以分为机械硬盘（Hard Disk Drive, HDD）和固态硬盘（Solid State Disk, SSD），机械硬盘采用磁性碟片来存储数据，而固态硬盘是通过闪存颗粒来存储数据的。

Linux系统分区类型

Linux系统分区有三类 主分区、扩展分区、逻辑分区

主分区：最多只能分 4 个。

扩展分区：只能有一个，是将某一个主分区作为扩展分区来使用，也就是说主分区加上扩展分区最多有 4 个。扩展分区不能存储数据和格式化，必须在划分为逻辑分区后才能使用。

逻辑分区：逻辑分区是在扩展分区中划分的，如果是 IDE 硬盘，Linux 最多支持59个逻辑分区，如果是 SCSI 硬盘Linux最多支持 11 个逻辑分区。

分区的设备文件名

注意：如果只有一个主分区，一个扩展分区，扩展分区下有三个逻辑分区。那么主分区的设备文件名为/dev/sda1,扩展分区的设备文件名为 /dev/sda2。而逻辑分区直接是 /dev/sda5，也就是说系统默认的设备文件名从/dev/sda1——/dev/sda4是给主分区和扩展分区命名的，而逻辑分区的设备文件名是从/dev/sda5开始的。

文件系统的构成

文件系统中除要保存文件的数据外，还要保存文件的属性，如文件的权限、所有者、属组和时间参数等内容。文件系统把文件的数据和属性分开存放，把文件的数据放入 date block 中（数据块，保存文件的具体数据），把文件的属性保存在 inode  中（i 节点，保存文件属性，如权限、所有者、属组和时间参数等）。每个 block 和 inode 都有序列号，用来区分和编码。另外，还有一个 super block（超级块）用于记录整个文件系统的信息，如 inode 和 block 的总量、已经使用量和剩余量。

super block（超级块）：记录整个文件系统的信息，包括 block 与 inode 的总量、已经使用的 inode 和 block 的数量、未使用的 inode 和 block 的数量、block 与 inode 的大小、文件系统的挂载时间、最近一次的写入时间、最近一次的磁盘检验时间等。

date block（数据块，也称作block）：用来实际保存数据，block 的大小（1KB、2KB 或 4KB）和数量在格式化后就已经决定，不能改变，除非重新格式化。每个 block 只能保存一个文件的数据，如果文件数据小于一个 block 块，那么这个 block 的剩余空间不能被其他文件使用；如果文件数据大于一个 block 块，则要占用多个 block 块。Windows 中磁盘碎片整理工具的原理就是把一个文件占用的多个 block 块尽量整理到一起，这样可以加快读写速度。

inode（i 节点）：用来记录文件的权限（r、w、x）、文件的所有者和属组、文件的大小、文件的状态改变时间（ctime）、文件的最近一次读取时间（atime）、文件的最近一次修改时间（mtime）、文件的数据真正保存的 block 编号。每个文件需要占用一个 inode。

在 inode 中并没有保存文件的文件名，那是因为文件名是文件所在目录的数据，所以保存在上一级目录的 block 中。所以要对文件的上一级目录拥有 w 权限，才能删除目录中的文件，就是因为文件名是保存在目录的 block 中的。

Linux支持的常见文件系统

Linux 系统能够支持的文件系统非常多，除 Linux 默认文件系统 ext2、ext3 和 ext4 之外，还能支持 fat16、fat32、NTFS（需要重新编译内核）等 Windows 文件系统。也就是说，Linux 可以通过挂载的方式使用 Windows 文件系统中的数据。Linux 所能够支持的文件系统在"/usr/src/kemels/当前系统版本/fs"目录中（需要在安装时选择），该目录中的每个子目录都是一个可以识别的文件系统。我们介绍较为常见的 Linux 支持的文件系统，如表 1 所示。

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