Linux 的正规文件系统则为 Ext2(Linux second extended file system,Ext2fs),之后又出现了ext3, ext4,xfs,btreefs,zfs等等:
我们可以先看看 Ext2 文件系统的数据访问方式,如下图所示。
假设一个文件的属性和权限信息是存放在 3 号的 inode 上,而文件的实际数据是存放在 1、4、6、11 这四个 block 中,那么当操作系统要访问该文件时,就能据此来排列磁盘的阅读顺序,可以扫描一次就将 4 个 block 内容读出来。这种访问方式称为索引式文件系统(indexed allocation)。而且 ext 在每两个文件之间都留有相当巨大的空闲空间。当文件被修改、体积增加时,它们通常有足够的空间来扩展。因此在一定程度上保证了 block 的访问范围不会跨度很大,减小了磁头的移动距离。
ext2/ext3 文件系统
我们知道文件数据除了文件的实际内容外,通常还包括非常多的属性,例如 Linux 中的文件权限(rwx)和文件属性(拥有者、用户组、时间、大小等)。ext 文件系统将这两部分存放在不同的块,权限和属性存放在 inode 中,至于文件的实际数据则存放在 block 块中。另外还有一个超级块(super block)会记录整个文件系统的整体系统。每个 inode 和 block 都有自己的编号。
ext 文件系统在格式化的时候基本上是区分为多个块组(block group)的,每个块组都有独立的 inode/block/super block 系统。其整体展示图如下所示:
其中各个块的含义如下:
- super block:记录此文件系统的整体系统,包括 inode 和 block 的总量、使用量、剩余量,以及文件系统类型等。
- file system description:文件系统描述说明。描述每个 block group 的开始与结束的 block 号码。
- block bitmap:块对照表。用来快速寻找可用的 block 块。
- inode bitmap:inode对照表。用来快速寻找可用的 inode 块。
- inode table:存放 inode 块的地方。它们是文件系统的关键。记录了文件的属性,一个文件占用一个 inode,同时包含多个指针,指向了属于该文件的各个 data block 块
- data block:真正存放数据的地方。文件太大会占用多个 block 。