Linux文件系统结构

Linux文件系统结构

1、linux文件系统概述

2、 文件的硬链接和软链接

1、1 基础概念

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）。

硬盘都采用这种技术：ZBR（Zoned Bit Recording）区位记录       

Zoned-bit recording（ZBR 区位记录）是一种物理优化硬盘存储空间的方法，此方法通过将更多的扇区放到磁盘的外部磁道而获取更多存储空间。

NTFS文件系统中默认的簇大小为4KB

1.2 文件系统结构

Linux文件系统由三部分组成 ： 文件名，inode，block

Linux文件系统： ext3,ext4，xfs

windows文件系统： FAT32，NTFS

1.3 inode的内容

inode包含文件的元信息，具体来说有以下内容：

　　* 文件的字节数

　　* 文件拥有者的User ID

　　* 文件的Group ID

　　* 文件的读、写、执行权限

　　* 文件的时间戳，共有三个：ctime指inode上一次变动的时间，mtime指文件内容上一次变动的时间，atime指文件上一次打开的时间。

　　* 链接数，即有多少文件名指向这个inode

　　* 文件数据block的位置

 

可以用stat命令，查看某个文件的inode信息：

[root@localhost ~]# stat /etc/passwd
File: ‘/etc/passwd’
Size: 1570 Blocks: 8 IO Block: 4096 regular file
Device: 803h/2051d Inode: 17960788 Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root)
Access: 2020-03-09 00:10:01.784156895 +0800
Modify: 2020-03-01 08:57:59.832850671 +0800
Change: 2020-03-01 08:57:59.835022486 +0800
Birth: -

ctime是什么？  是创建时间吗？ 不会：1

mtime ： modify time  修改文件内容的时间

atime  ： access time   访问文件内容的时间

ctime指inode上一次文件属性变动的时间，change time 。 比如： chmod +x  a.sh

mtime指文件内容上一次变动的时间，modify time  。如：echo aa >> a.sh 或vim  a.sh 修改内容

atime指文件上一次查看文件的时间，access time 。 如：  cat  a.sh

1.4 inode的大小

inode也会消耗硬盘空间，所以硬盘格式化的时候，操作系统自动将硬盘分成两个区域。一个是数据区，存放文件数据；另一个是inode区（inode table），存放inode所包含的信息。

每个inode节点的大小，一般是128字节或256字节。inode节点的总数，在格式化时就给定，假定在一块1GB的硬盘中，每个inode节点的大小为128字节，每1KB就设置一个inode，那么inode table的大小就会达到128MB，占整块硬盘的12.8%。

 Unix/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。

查看inode 大小方式

[root@localhost ~]# ls -i /etc/passwd
17960788 /etc/passwd
[root@localhost ~]# df -i /etc/passwd
Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on
/dev/sda3 14448128 174388 14273740 2% /

1.5 目录文件

Unix/Linux系统中，目录（directory）也是一种文件。打开目录，实际上就是打开目录文件。 

目录文件的结构非常简单，就是一系列目录项的列表。每个目录项，由两部分组成：所包含文件的文件名，以及该文件名对应的inode号码。

 ls -id /boot

1.6 block块大小

block 是真正存储数据的地方。 

block是 文件系统 中最小的存储单位

扇区 是  磁盘    中最小的存储单

操作系统读取硬盘的时候，不会一个个扇区（512字节）地读取，这样效率太低，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个"块"（block）。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1KB，即连2个 sector扇区组成一个 block。或4K。

 

1.7 inode 与 block

[root@localhost ~]# stat /etc/passwd | grep IO
Size: 1570 Blocks: 8 IO Block: 4096 regular file

硬盘的结构：ZBR 区位记录

inode（inode表中主要看inode号）

inode号唯一标识一个文件（一个文件系统里面）

inode用完了，文件就不能创建了。

inode数据量设置大一些：可以创建多个文件。占用空间比较大

inode数据量设置小一些：可以创建很少文件。占用空间比较小

 

block

block设置大：效率高，利用率低。

block设置小：效率低，利用率高。

 

2、文件的硬链接和软链接

Linux链接分两种，一种被称为硬链接（Hard Link），另一种被称为软链接，即符号链接（Symbolic Link）。默认情况下，ln命令产生硬链接。

【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

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，多个文件名可以指向同一索引节点。一般这种连接就是硬连接。

硬连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。

【软连接】：另外一种连接称之为符号连接（Symbolic Link），也叫软连接。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

2.1   ln命令创建硬链接

语法格式：ln 源文件 目标文件

(1)硬链接生成后，两个文件属性一致

(2)一个文件内容改变，另外一个硬链接文件也会改变

(3)两个文件的inode 是一样的

(4)其中一个权限修改后，另一个也会变

(5)删除一个文件，另一个文件不会影响，可以使用。

(6)硬链接不能针对目录创建

 (7)硬链接不能跨分区进行创建

[root@localhost ~]# ln a.txt abak.txt

 

2.2   ln -s 创建软连接

软链接：相当于windows中的快捷方式

语法：ln  -s  源文件  软链接的名字

[root@localhost ~]# ln -s a.txt aback02.txt
[root@localhost ~]# ll aback02.txt
lrwxrwxrwx 1 root root 5 Mar 9 01:01 aback02.txt -> a.txt

(1)能跨分区创建（源文件必须写绝对路径）

(2)可以针对目录创建

(3)源文件被删除，链接文件失效