linux文件系统基础知识汇总
1、linux文件系统分配策略
块分配( block allocation ) 和 扩展分配 ( extent allocation )
块分配:磁盘上的文件块根据需要分配给文件,避免了存储空间的浪费。但当文件扩充时,会造成文件中文件块的不连续,从而导致过多的磁盘寻道时间。
每一次文件扩展时,块分配算法就需要写入文件块的结构信息,也就是 meta-dada 。meta-data总是与文件一起写入存储设备,改变文件的操作要等到所有meta-data的操作都完成后才能进行,
因此,meta-data的操作会明显降低整个文件系统的性能。
扩展分配: 文件创建时,一次性分配一连串连续的块,当文件扩展时,也一次分配很多块。meta-data在文件创建时写入,当文件大小没有超过所有已分配文件块大小时,就不用写入meta-data,直到需要再分配文件块的时候。
扩展分配采用成组分配块的方式,减少了SCSI设备写数据的时间,在读取顺序文件时具有良好的性能,但随机读取文件时,就和块分配类似了。
文件块的组或块簇 ( block cluster) 的大小是在编译时确定的。簇的大小对文件系统的性能有很大的影响。
注: meta-data 元信息:和文件有关的信息,比如权限、所有者以及创建、访问或更改时间等。
2、文件的记录形式
linux文家系统使用索引节点(inode)来记录文件信息。索引节点是一种数据结构,它包含了一个文件的长度、创建及修改时间、权限、所属关系、磁盘中的位置等信息。
一个文件系统维护了一个索引节点的数组,每个文件或目录都与索引节点数组中的唯一的元素对应。每个索引节点在数组中的索引号,称为索引节点号。
linux文件系统将文件索引节点号和文件名同时保存在目录中,所以,目录只是将文件的名称和它的索引节点号结合在一起的一张表,目录中每一对文件名称和索引节点号称为一个连接。
对于一个文件来说,有一个索引节点号与之对应;而对于一个索引节点号,却可以对应多个文件名。
连接分为软连接和硬连接,其中软连接又叫符号连接。
硬连接: 原文件名和连接文件名都指向相同的物理地址。目录不能有硬连接;硬连接不能跨文件系统(不能跨越不同的分区),文件在磁盘中只有一个拷贝。
由于删除文件要在同一个索引节点属于唯一的连接时才能成功,因此硬连接可以防止不必要的误删除。
软连接: 用 ln -s 命令建立文件的符号连接。符号连接是linux特殊文件的一种,作为一个文件,它的数据是它所连接的文件的路径名。没有防止误删除的功能。
3、文件系统类型:
ext2 : 早期linux中常用的文件系统
ext3 : ext2的升级版,带日志功能
RAMFS : 内存文件系统,速度很快
NFS : 网络文件系统,由SUN发明,主要用于远程文件共享
MS-DOS : MS-DOS文件系统
VFAT : Windows 95/98 操作系统采用的文件系统
FAT : Windows XP 操作系统采用的文件系统
NTFS : Windows NT/XP 操作系统采用的文件系统
HPFS : OS/2 操作系统采用的文件系统
PROC : 虚拟的进程文件系统
ISO9660 : 大部分光盘所采用的文件系统
ufsSun : OS 所采用的文件系统
NCPFS : Novell 服务器所采用的文件系统
SMBFS : Samba 的共享文件系统
XFS : 由SGI开发的先进的日志文件系统,支持超大容量文件
JFS :IBM的AIX使用的日志文件系统
ReiserFS : 基于平衡树结构的文件系统
udf: 可擦写的数据光盘文件系统
4、虚拟文件系统VFS
linux支持的所有文件系统称为逻辑文件系统,而linux在传统的逻辑文件系统的基础上增加料一个蓄念文件系统( Vitual File System ,VFS) 的接口层。
虚拟文件系统(VFS) 位于文件系统的最上层,管理各种逻辑文件系统,并可以屏蔽各种逻辑文件系统之间的差异,提供统一文件和设备的访问接口。
5、文件的逻辑结构
文件的`逻辑结构可分为两大类: 字节流式的无结构文件 和 记录式的有结构文件。
由字节流(字节序列)组成的文件是一种无结构文件或流式文件 ,不考虑文件内部的逻辑结构,只是简单地看作是一系列字节的序列,便于在文件的任意位置添加内容。
由记录组成的文件称为记录式文件 ,记录是这种文件类型的基本信息单位,记录式文件通用于信息管理。
6、文件类型
普通文件 : 通常是流式文件
目录文件 : 用于表示和管理系统中的全部文件
连接文件 : 用于不同目录下文件的共享
设备文件 : 包括块设备文件和字符设备文件,块设备文件表示磁盘文件、光盘等,字符设备文件按照字符操作终端、键盘等设备。
管道(FIFO)文件 : 提供进程建通信的一种方式
套接字(socket) 文件: 该文件类型与网络通信有关
7、文件结构: 包括索引节点和数据
索引节点 : 又称 I 节点,在文件系统结构中,包含有关相应文件的信息的一个记录,这些信息包括文件权限、文件名、文件大小、存放位置、建立日期等。文件系统中所有文件的索引节点保存在索引节点表中。
数据 : 文件的实际内容。可以是空的,也可以非常大,并且拥有自己的结构。
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