2023-2024-1 20211327 信息安全系统设计与实现 学习笔记5（必做）

学习笔记5

• EXT2文件系统概述
• 1级和2级文件系统函数
• 实践过程

EXT2文件系统概述

EXT2（Second Extended File System）是Linux操作系统早期使用的文件系统，它是EXT文件系统家族的第二个版本，于1993年首次引入。在现代Linux系统中已经被后续版本的EXT文件系统（如EXT3和EXT4）所取代。

1.历史和发展：

EXT2是EXT文件系统的改进版本，由Rémy Card开发于1993年。它取代了EXT文件系统，旨在提供更好的性能和可靠性。

2.特点：

• 无日志:与后续的EXT3和EXT4文件系统不同，EXT2没有日志功能。这意味着在系统非正常关闭或崩溃时，EXT2更容易导致文件系统损坏，需要运行fsck（文件系统检查）工具来修复问题。
• 性能：相对于EXT文件系统，EXT2提供了更好的性能，尤其在大文件和目录操作方面。
• 限制：最大文件大小为2 TB，最大文件系统大小为4 TB。

3.文件和目录结构：

EXT2使用类似树的数据结构来组织文件和目录。每个文件和目录都有一个节点，称为inode（索引节点），用于存储元数据信息，如文件权限、所有者、文件大小和时间戳。
文件数据存储在数据块中，而inode包含指向这些数据块的指针。

4.文件系统一致性：

由于缺乏日志功能，EXT2在系统崩溃或意外断电时可能会导致文件系统损坏。因此，需要运行fsck工具来修复问题，这可能需要一些时间。

5.可移植性：

EXT2文件系统在不同的Linux发行版之间具有良好的可移植性，这使得可以轻松地在不同的Linux系统之间共享EXT2格式的存储介质，如硬盘分区或USB驱动器。

6.使用场景：

由于其性能和可移植性，EXT2仍然在某些嵌入式系统和旧版Linux发行版中找到用途，但在现代Linux系统中已不再是首选文件系统。后续版本的EXT文件系统，如EXT3和EXT4，引入了日志功能和更多高级功能，提供了更好的数据一致性和性能。

1级和2级文件系统函数

在Linux系统中，文件系统函数被组织为一级文件系统函数和二级文件系统函数，这些函数提供了与文件系统交互的接口。

一级文件系统函数

1.文件操作函数：

• open：打开文件，获取文件描述符。
• close：关闭文件描述符。
• read：从文件中读取数据。
• write：向文件中写入数据。
• lseek：设置文件指针位置。

2.目录操作函数：

• opendir：打开目录。
• readdir：读取目录中的条目。
• closedir：关闭目录。
• mkdir：创建目录。
• rmdir：删除目录。
• chdir：更改当前工作目录。

3.文件和目录属性函数：

• stat：获取文件/目录的元数据。
• chmod：更改文件/目录的权限。
• chown：更改文件/目录的所有者。
• utime：更改文件/目录的访问和修改时间戳。

4.链接和符号链接函数：

• link：创建硬链接。
• symlink：创建符号链接。
• readlink：读取符号链接的目标。

5.删除函数：

• unlink：删除文件。
• remove：删除文件或目录。

6.文件描述符操作函数：

• dup：复制文件描述符。
• dup2：将一个文件描述符复制到另一个文件描述符。
• pipe：创建管道。

二级文件系统函数

这些函数是针对特定的文件系统类型，如EXT4、XFS、Btrfs等，它们提供了对文件系统的更高级别控制和操作。这些函数的名称和功能会根据不同的文件系统而变化，但一般包括以下：

1.文件系统挂载和卸载函数：

• mount：将文件系统挂载到指定的挂载点。
• umount：卸载文件系统。

2.日志和快照函数：

用于文件系统日志和快照管理的函数，如EXT4中的journalctl和Btrfs中的btrfs subvolume。

3.磁盘管理和块设备函数：

用于底层磁盘管理和块设备访问的函数，如XFS中的xfs_growfs用于扩展文件系统。

4.高级文件系统属性函数：

用于访问特定文件系统属性的函数，如EXT4中的e2fsck用于检查和修复文件系统。

5.文件系统扩展和压缩函数：

用于扩展或压缩文件系统的函数，以适应不同的存储需求。

实践过程