文件系统的运作与操作系统的档案数据有关,较新的操作系统的档案数据除了档案实际内容外,通常含有非常多的属性,如Linux操作系统的档案权限(rwx)与文件属性(拥有者、群组、时间参数等)。文件系统通常会将这两部分的数据分别存放在不同的区块,权限与属性放置到inode中,实际数据则放置到data block 区块中。另外,还有一个超级区块(superblock)会记录整个文件系统的整体信息,包括inode与block的总量、使用量、剩余量等。
每个inode与block都有编号,三个数据的意义为:
- superblock:记录次filesystem的整体信息,包括inode/block 的总量、使用量、剩余量,以及文件系统的格式与相关信息等;
- inode:记录档案的属性,一个档案占用一个inode,同时记录此档案的数据所在的block号码;
- block:实际记录档案的内容,若档案太大时,会占用多个block。
由于每个inode与block都有编号,而每个档案都会占用一个inode,inode内则有档案数据放置的block号码。因此,我们可以知道的是,如果能够找到档案inode的话,那么自然就会知道这个档案所放置数据的block号码,也就能够读出该档案的实际数据了。
这个是比较有效率的做法,因为如此一来我们的磁盘就能够在短时间内读取出全部的数据,读写的效能比较好。
这种数据存取的方法我们称为索引时文件系统(indexed alloction)。
inode table:
inode记录的档案数据至少有底下这些:
- 该档案的存取模式(read/write/excute);
- 该档案的拥有者与群组(owner/group);
- 该档案的容量;
- 该档案建立或状态改变的时间(cyime);
- 最近一次的读取时间(atime);
- 最近修改的时间(mtime);
- 定义档案特性的旗标(flag),如SetUID...;
- 该档案真正内容的指向(pointer);
inode的数量与大小也是在格式化时就已经固定了:
- 每个inode大小均固定为128bytes;
- 每个档案都仅会占用一个inode而已;
- 文件系统能够建立的档案数量与inode的数量有关;
- 系统读取档案时需要先找到inode,并分析inode所记录的权限与用户是否符合,若符合才能够开始实际读取block的内容。
inode要记录的数据非常多,但偏偏又只有128bytes而已,我们的系统将inode记录block号码的区域定义为12个直接,一个简接,一个双简接与一个三间接记录区。
【硬链接】
硬连接指通过索引节点来进行连接。在Linux的文件系统中,保存在磁盘分区中的文件不管是什么类型都给它分配一个编号,称为索引节点号(Inode Index)。在Linux中,多个文件名指向同一索引节点是存在的。一般这种连接就是硬链接。硬链接的作用是允许一个文件拥有多个有效路径名,这样用户就可以建立硬连接到重要文件,以防止“误删”的功能。其原因如上所述,因为对应该目录的索引节点有一个以上的连接。只删除一个连接并不影响索引节点本身和其它的连接,只有当最后一个连接被删除后,文件的数据块及目录的连接才会被释放。也就是说,文件真正删除的条件是与之相关的所有硬连接文件均被删除。
在使用硬链接时,磁盘的空间与inode的数目并不会改变;但是硬链接不可以跨文件系统,不能对不存在的文件名以及目录进行连接。
【软链接】
另外一种连接称之为符号连接(Symbolic Link),也叫软链接。软链接文件有类似于Windows的快捷方式。软连接文件只是其源文件的一个标记。当我们删除了源文件后,链接文件不能独立存在,虽然仍保留文件名,但我们却不能查看软连接文件的内容了。
由于软连接所建立的档案为一个独立的新的档案,所以会占用inode与block.