Linux 文件系统与inode，软硬链接

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已于 2022-11-22 17:27:06 修改 · 1.6k 阅读

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#linux #运维 #服务器

于 2022-11-22 17:26:19 首次发布

本文介绍了Linux文件系统的结构，包括磁盘的物理和逻辑结构，分区，块组，以及文件名与inode编号的关系。重点讨论了软链接和硬链接的区别，强调了硬链接数与inode引用计数的关系。通过分析创建、删除和查看文件时操作系统的行为，揭示了文件系统管理的原理。

创建/删除/查看一个文件，操作系统做了什么？

文件，按照有没有被进程打开可以分为内存级文件和磁盘级文件。被某个进程打开的文件需要加载到内存，OS为了管理这些文件，会设立struct file结构体，还有进程PCB中的files指针指向结构体中的文件描述符表，存储进程打开的struct file的地址，这是之前所了解的内存级文件。
若一个文件没有被任何进程打开，则应该存储在磁盘中，我们接下来要了解的就是这部分磁盘级文件。

磁盘的结构

1. 内存：掉电易失存储介质磁盘：永久性存储介质

2. 磁盘通过是否磁化来表示01，从而存储二进制数据，而磁化性是通过磁头改变的。向磁盘写入，本质就是改变盘面上的磁化性，即磁化或未磁化。

3. 如上图，磁盘存储数据的基本单位是扇区，一个扇区传统为512字节，即0.5KB。

4. CHS寻址：C表示磁道（柱面），H表示盘面，S表示扇区。也就是，通过盘片的旋转和磁头的左右摆动，确定哪一个磁道，哪一个盘面，哪一个扇区。即可找到磁盘中的任何一个扇区，即可通过磁头读写该扇区。这是磁盘物理上的的寻址方式。

磁盘的抽象（虚拟，逻辑）结构

操作系统为了更好地管理访问磁盘中的数据，将磁盘的这种物理上的圆形结构抽象为线性数组结构，数组的每个元素都是一个扇区，即sector disk[1024*1024*N]，这样访问某一个扇区，只需要知道数组下标即可。这种称为LBA (Logical Block Addressing)逻辑块寻址模式。只需要将LBA转化为CHS，即可访问到磁盘的任何一个扇区。

分区

抽象为线性的数组结构之后，一个磁盘很大因此很难管理，所以操作系统将其进行分区操作。分为若干个区之后，对磁盘的管理->对一个小分区的管理。（每个分区的大小不一定相同）

对于每一个小分区，都有如上结构，一个Boot Block和若干个块组Block Group。
Boot Block称为启动块，存储了磁盘的分区信息和启动信息等...每个分区都存储一份是备份的作用
块组Block Group是磁盘分区后的基本单位。相当于对每个分区又进行了划分，下面主要了解块组的组成。