深入理解文件系统_低级格式化元数据-优快云博客

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文件系统的组成：

识别文件系统和设备

块设备命名：

b：块设备，存储数据的设备

IDE设备：/dev/hda /dev/hdb

SATA/SAS/USB设备：/dev/sda /dev/sdb

虚拟磁盘：/dev/vda /dev/vdb 使用的是KVM虚拟化

XEN /dev/xvda 使用的是XEN的虚拟化技术

NVMe设备（SSD）:/dev/nvme0n1 /dev/nvme1n1

逻辑卷：/dev/mapper

光驱设备：/dev/sr0

使用磁盘空间规则：

磁盘--->分区--->格式化

不格式化不能存文件，但是可以存数据

磁盘刚拿到的时候会进行一个低级格式化

1：低级格式化:划扇区、柱面、磁道

2：分区

3：文件系统格式化

文件系统类型：

windows：fat36 fat32 NTFS

fat32：单个文件大小有限制单个文件大小大于4G的放不进去一个分区大小不能超过32G

unix ：FFS UFS.....

linux：

本地文件系统：ext2 ext3 ext4 xfs
- ext4 更擅长处理小文件
- xfs 更擅长处理大文件
网络文件系统：NFS CIFS 不是在本地格式化的，是在网上共享的
集群式文件系统:只能有一个人编辑，剩下的人都只能看，不能编辑 GFS GFS2
分布式文件系统：HDFS
光驱文件系统：iso9660

df -hT 可以查看文件的格式化类型

mkfs.ext4 块设备名称  格式成ext4的文件系统格式

inode和block

inode 唯一标识号

block 文件系统的最小存储单元，默认是4k

inode size ：可以自己设置

注意：

能存多少个文件取决于有多少个inode
在磁盘格式化的时候inode的个数和block的个数已经被确定
磁盘不格式化的话只能存二进制文件
磁盘的最小组成单元是扇区
默认512字节

tune2fs -l 查看设备的详细信息

block的分配是按一个为单位来分配的所以block的值不建议太大

数据删除了之后block会从占用的状态下变成空闲，在下一次的block的分配的时候会优先考虑空闲的block，在长期以往的删除文件当中

会造成数据在磁盘中分散的情况

block的分散会让计算机寻址所以花费的时间长，性能会变差

DHFS的block的单位是128M

inode size的默认大小是256字节

指针：block块的地址

直接指针：直接存放block块的地址
间接指针：指针只用存文件第一个block块的地址，在第一个块上存放第二个指针，在第二个块上存放第三个块的指针

du -sh 查看文件占有的block的大小

文件：包含元数据和数据

元数据：描述文件的信息
数据：保存在文件里面的内容

目录：存放文件的文件名和文件的对应关系

元数据：描述目录的信息

数据：存放的是文件名和inode之间的对应关系

文件名是给人看的 inode是给机器看的

文件名不是文件的元数据信息

删除文件删除的是文件名和inode的对应关系而不是删除的元数据和数据

两个文件的inode一样说明这是两个完全不一样的文件

两个文件系统有两个一样的inode 那么还是说明两个文件是我完全不一样的文件

cp，mv，rm和inode的关系

cp：

该文件系统会分配一个未使用的inode
在目标目录下会添加一条文件名和inode的映射记录
有数据拷贝的过程

mv：移动

如果在同一个文件系统中移动文件

inode不会改变，
文件的路径改变
把原来的文件路径和inode的对应关系删掉，再创建一个新的inode对应关系
数据没有移动
在不同的文件系统之间移动，实际上就是cp+rm

rm：

每执行一次rm，连接数就会减去1
当连接数变为0时，该文件就会被删除，inode回收，数据不会被移除，但是该数据会被标记为可用状态，在下一次创建文件的时候，使用这一部分被标记的数据
当连接数不为0时，该文件的inode不会被回收，数据也不会被删除

硬链接和软连接

硬链接：

两个文件指向同一个inode也就是两个文件名的同时映射在同一个元数据上

ln 连接的文件的绝对路径被链接文件的绝对路径

例：ln /etc/passwd /root/abc 把/etc/passwd 硬链接到/root/abc上

前提是/etc/和/root/都在同一个文件系统中

查找被链接的文件可以用find

不可以跨文件系统做硬链接

硬链接的作用：

快照：基于硬链接

快照的数据不能跨文件系统

快照就是将元数据拷贝了一份

利用了COW（写前拷贝）技术

cow只保存修改的数据

可以在原来的空间修改而cow空间会随着原来数据修改的量而修改cow空间的使用量

快照的好处：

快
占用的空间少

ROW技术：写时重定向

拍了快照之后不能在原来的空间修改只能在row空间修改

cow和row底层都是硬链接

软链接

软连接：

在windows中就是快捷方式

ln -s /etc/passwd /root/abc

软连接对文件本身而言时两个不同的文件

可以快文件系统

软连接本质：

文件1和inode指向文件2和inode，文件2和inode指向数据

链接文件的数据是存放的文件的路径

软连接文件时被链接的文件要输入绝对路径

文件类型

ls -l	文件类型	解释
-	普通文件	文本文件，二进制文件或者压缩文件
d	目录	目录也是一种特殊的文件
c	字符设备文件	串行端口的接口设备，键盘、鼠标等
b	块设备文件	存储数据的设备
l	连接文件	类似Windows下的快捷方式
p	管道文件	为了解决多个程序同时存取一个文件造成的错误
s	套接字文件	这类文件通常用在网络数据连接，可以启动一个程序用来监听客户端的请求，客户端可以通过套接字来进行通信