文件系统

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文件系统

文件是操作系统提供用户/应用程序操作硬盘的一种功能

应用程序

操作系统: 文件系统(文件)

计算机硬件

文件系统是操作系统内核中负责组织管理硬盘的程序,文件系统提供了文件这种功能

操作系统: 文件系统1 文件系统2 文件系统3

硬盘 分区1 分区2 分区3

linux中df 可以查看硬盘信息 disk filesystem

linux系统:文件系统格式 >>>日志文件系统

​ ext3

​ ext4(centos 6默认)

​ xfa(centos7 默认)

​ btrfa

windows系统:文件系统

​ FAT32

​ NTFS

linux常见文件系统有xfs、ext4 和 btrfs 文件系统，它们都是日志文件系统（其特点是文件系统将没提交的数据变化保存到日志文件，以便在系统崩溃或者掉电时恢复数据）

文件系统工作原理

文件系统如何工作呢?

文件是由两部分

- 1、文件的元信息，例如权限(rwx)、拥有者、群组、时间参数等。

- 2、文件的实际内容

文件系统通常会将这两部份的分别存放在不同的区块

- 1、文件的元信息放置到inode区块中

- 2、文件的实际内容则放置到data block区块中。

# 强调：每个inode 与block 都有自己的编号

另外，文件还有一个超级区块(superblock)会记录整个档案系统的整体信息，包括inode与block的总量、使用量、剩余量等。

补充说明：

# 硬盘的最小存取单位-》扇区
# 操作系统的最小存取单位-》block块

文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做"扇区"（Sector），每个扇区储存512字节（相当于0.5KB）。
操作系统读取硬盘的时候，不会一个扇区一个扇区地读取，这样效率太低，于是操作系统中的文件系统负责将磁盘的多扇区组织成一个个的block块，这样操作系统就可以一次性读取一个"块"（block），即一次性连续读取多个扇区。这种由多个扇区组成的"块"，是文件存取的最小单位。"块"的大小，最常见的是4KB，即连续八个 sector组成一个 block。

硬盘满了:

df -i 查看inode号

df -h 查看硬盘空间信息

总结文件系统的三种区块inode、block、superblock的意义如下：

#1、superblock：
记录此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；

#2、inode：
(1) 记录文件元信息，包括文件对应的一个或多个block块号码
(2) 一个文件被分配唯一一个inode

#3、block：
(1) 记录文件实际内容
(2) 一个文件过大时可能会被分配多个block快，即一个文件可能对应多个block块的号码，这些号码都存放在该文件的innode里

inode的大小

查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量，可以使用df -i 命令。
由于每个文件都必须有一个inode，因此有可能发生inode已经用光，但是硬盘还未存满的情况。这时，就无法在硬盘上创建新文件

用df -i查看了一下/data所在的分区的索引节点(inode)，发现已经用满(IUsed=100%)，导致系统无法创建新目录和文件。
解决方案1：删除/data/cache目录中的部分文件，释放出/data分区的一部分inode。

解决方案2 : 在/data备份好一些文件，然后删除这些文件，释放一些inode，然后创建一个文件夹/data/cache2。在cache2下挂载一个新分区： sda4 ，下次写数据需要写到新分区cache2目录下。

inode号码

每个inode都有一个号码，操作系统用inode号码来识别不同的文件。

这里值得重复一遍，Linux系统内部不使用文件名，而使用inode号码来识别文件。对于系统来说，文件名只是inode号码便于识别的别称或者绰号。表面上，用户通过文件名，打开文件。实际上，系统内部这个过程分成三步：

首先，系统找到这个文件名对应的inode号码；
其次，通过inode号码，获取inode信息；
最后，根据inode信息，找到文件数据所在的block，读出数据。
使用ls -i命令，可以看到文件名对应的inode号码，例如：

ls -i demo.txt

硬链接和软链接

1、一种被称为硬链接（Hard Link）
【硬连接】：硬连接指通过索引节点号来进行连接。inode是可以对应多个文件名的

ln 原文件路径 目标文件路径 (都是指向inode)

2、另一种被称为软链接，即符号链接（Symbolic Link）
软链接文件有类似于Windows的快捷方式。它实际上是一个特殊的文件。在符号连接中，文件实际上是一个文本文件，其中包含的有另一文件的位置信息。

ls -s 原文件路径 目标文件路径 (指向文件名)

1.从定义：linux系统中，链接有两种，一种被称为软链接，类似于快捷方式，存放指向原文件inode的信息，与原文件inode不同。一种是硬链接，与原文件有相同的inode，可以指向数据block。

2.创建方式：硬链接命令 ln [原文件] [目标文件]，软链接命令ln –s [原文件] [目标文件]

3.创建对象：ln命令不能对目录创建硬链接，但是可以对目录创建软链接。因为软链接可以跨越文件系统，硬链接则不能。对目录和为客户创建的文件软链接经常用到。

4.删除软链接文件，对硬链接和原文件无影响。

5.删除文件硬链接，对原文件及软链接文件无影响

6.删除原文件，对硬链接读取数据无影响，软链接则失效。会出现红底白字状。

7.同时删除原文件和硬链接，原文件才会被真正删除

8.很多硬件设备中的快照原理，类似于硬链接原理