1.浅析Linux标准的文件系统(Ext2/Ext3/Ext4)
2.Linux文件系统的种类和优势linux文件系统的类型
3.Linux内核--Ext2文件系统及磁盘布局
4.深入剖析Linux文件系统之文件系统挂载(一)（超详细~）
5.Ext2Fsd简介

浅析Linux标准的文件系统(Ext2/Ext3/Ext4)

       全称Linux extended file system, extfs，即Linux扩展文件系统，Ext2就代表第二代文件扩展系统，Ext3/Ext4以此类推，它们都是Ext2的升级版。Ext2被称为索引式文件系统，刀客源码网而Ext3/Ext4被称为日志式文件系统。Linux支持多种文件系统，包括网络文件系统(NFS)、Windows的Fat文件系统等。

       查看Linux支持的文件系统：执行命令`ls -l /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs`或`cat /proc/filesystems`。

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       核心设计数据存放区：这些元素相对稳定，磁盘格式化后，就固定下来了。inode的大小和数量都已固定，大小均为Bytes(新的Ext4和xfs为Bytes)。读取文件时，先读取inode里面记录的文件属性和权限，匹配正确后，才会读取文件内容(block)。黄瓜源码在Linux系统中，实际使用inode来识别文件，而不是文件名。

       查看文件或者文件系统的状态：查看系统各个文件系统的inode使用情况。

       中介数据(metadata)：这些元素是为了维持文件系统状态而设计出来的，当新增、编辑、删除文档时，都需要变更这些状态信息。整个文件系统的基本信息全部记录在superblock，它的大小一般为Bytes，如果它死掉，将会花费大量的时间去补救哦！！！除了第一个block group含有superblock外，后续block group都可能会含有备份的superblock，目的就是为了避免superblock单点无法救援的问题。

       inode的作用：当用户搜索或者访问一个文件时，UNIX 系统通过 inode 表查找正确的 inode 编号。在找到 inode 编号之后，相关的命令才可以访问该 inode，并对其进行适当的更改。例如使用vi来编辑一个文件，通过 inode 表找到 inode 编号之后，才允许打开该 inode。在 vi 的源码简介编辑会话期间，更改了该 inode 中的某些属性，当您完成操作并键入 :wq 时，将关闭并释放该 inode 。通过这种方式，如果两个用户试图对同一个文件进行编辑，inode 已经在第一个编辑会话期间分配给了另一个用户 ID (UID)，因此第二个编辑任务就必须等待，直到该 inode 释放为止。

       block的重要性：block是文件数据存储的原子单位，且每一个 block 只能存储一个文件的数据。当格式化一个文件系统时，如果选择不当，就会造成大量的磁盘空间浪费。例如，如果文件系统选择的 block 为4k，存储个小文件，每个bytes，请问此时浪费了多少磁盘空间容量？答案是，每个文件浪费的磁盘容量 = - = bytes，个文件浪费的磁盘容量 = * ~=M，实际文件容量 = * ~=4.7M，浪费率高达%。

       inode和block与文件大小的关系：数据实际存储在 block，为了能够快速地读取文件，每个文件都对应一个 inode 索引文件，记录所有的 block 编号。inode的hmp源码大小只有bytes或bytes (ext4)，如果一个文件太大，block 数量很有可能会超过 inode 可记录的数量。inode 记录 block 号码的区域被设计为 个直接、一个间接、一个双间接、一个三间接记录区。

       计算单文件最大容量：每个 block 号码为数字，需要占据 4bytes。

       查看磁盘和文档的容量：1. 查看文件系统的整体磁盘容量。2. 查看目录和文件容量。查看目录 geekbuying 下所有目录的容量。统计当前目录容量。

       总结：Ext 家族是 Linux 支持度最广、最完整的文件系统，当我们格式化磁盘后，就已经为我们规划好了所有的 inode/block/metadate 等数据，这样系统可以直接使用，不需要再进行动态的配置。不过这也是它最显著的缺点，磁盘容量越大，格式化越慢。CentOS7.x 已经选用 xfs 作为默认文件系统，xfs 是一种适合大容量磁盘和处理巨型文件的文件系统。

Linux文件系统的种类和优势linux文件系统的类型

       Linux是一种开放源代码的操作系统，它有多种文件系统，都有它自己的优势。

       一种文件系统是蹦迪源码EXT2，EXT2它更稳定，也更适合部署在生产环境中，因为他有一个完善的异常恢复机制，并且硬件依赖性几乎比其他文件系统更低。

       另一种文件系统是EXT3，它是EXT2的增强版本，其增强的特性是主要是日志记录功能，可以记录对文件系统的更改，并且有效的进行文件系统修复。EXT3具有一定的数据安全性。

       EXT4是EXT3的升级版本，它允许更大的单个文件和单个文件系统的大小。与EXT3相比，EXT4具有更好的性能，更快的数据恢复 (即使有单个块出错) 和更多的文件恢复选项。

       XFS是Linux系统中第四种文件系统，它可以容纳文件大小高达 8 EiB (立方亿)，它有一个设计思路与其他类型的文件系统不同，它拥有更快的性能和更少的内存使用，并且比其他文件系统有更高的稳定性。

       总之，Linux文件系统的种类比较多，包括EXT2/EXT3/EXT4/XFS等，根据不同的应用场景来进行选择。比如，生产环境中应该使用EXT2，主要用于数据恢复和安全性提升，而XFS则拥有更高的性能和更快的数据恢复能力。因此，在使用Linux文件系统时，一定要好好考虑使用的文件系统， 以确保获得最佳的性能。

Linux内核--Ext2文件系统及磁盘布局

       Linux内核的文件系统演变历程中，Ext2起着关键作用。在早期的Minix文件系统限制明显时，Ext文件系统由Rémy Card开发以扩展功能。随后，Ext2在年被纳入Red Hat发行版，解决了一些问题。尽管已经发展到Ext4，Ext2的源代码仍保留在内核中，因其简单性和作为理解内核文件系统架构的入门点而被关注。

       Ext2的核心是逻辑块管理，磁盘被划分为4KB大小的逻辑块，格式化时可自定义。块组是逻辑块的管理单元，用于组织和避免访问冲突。每个块组包含元数据，如超级块、块组描述符等，它们定义了块组内的逻辑结构和管理规则。

       磁盘布局如大厦，逻辑空间划分为块组，每个块组有其自身的元数据。超级块是文件系统的中心，存储关键信息，备份的存在确保在元数据损坏时仍能恢复。数据块位图和inode位图分别标记数据块和inode的使用情况，而inode表则保存文件的元数据。

       尽管Ext2在现代可能面临inode数量限制的问题，尤其是在处理大量小文件时，这需要系统监控以防止因inode用尽而引发的问题。理解Ext2的底层工作原理有助于深入探究Linux内核的文件系统架构。

深入剖析Linux文件系统之文件系统挂载(一)（超详细~）

       深入剖析Linux文件系统之文件系统挂载(一)（超详细~）

       我们知道，在Linux系统中，将一个块设备上的文件系统挂载到特定目录才能访问该文件系统下的文件。本文将详细阐述文件系统挂载的核心逻辑，包括Linux内核为挂载文件系统所执行的操作以及为何必须挂载才能访问文件。本文分为上下两篇，上篇着重于挂载全貌及具体文件系统挂载方法，下篇则详细介绍挂载实例与挂载点、超级块的关系。

       在Linux中，虚拟文件系统层VFS通过统一所有具体文件系统的接口，屏蔽差异，向用户提供一致的访问方式。VFS作为接口层，向下连接具体的文件系统，向上提供用户进程访问文件的功能。接下来，我们探讨VFS中几个关键对象的作用。

       VFS对象包括：

       file_system_type：描述文件系统类型，包括磁盘文件系统、内存文件系统、伪文件系统和网络文件系统。磁盘文件系统用于非易失性存储介质上的文件，如ext2、ext4、xfs等；内存文件系统在内存上存储文件；伪文件系统则是内核可见或用户可见的虚拟文件系统，如proc、sysfs等；网络文件系统允许访问远程计算机上的数据。

       super_block：用于描述块设备上文件系统整体信息，如文件块大小、最大文件大小、文件系统标识等。磁盘文件系统仅有一个super_block描述整个文件系统。

       mount：描述超级块与挂载点之间的联系，建立文件系统挂载的实例。磁盘文件系统可被多次挂载，每次挂载内存中创建一个mount对象。

       inode：描述磁盘上文件的元数据，文件系统需要从块设备读取磁盘上的inode，创建内存中的inode对象，通常在文件首次打开时创建。

       dentry：用于描述文件层次结构，构建目录树，存储目录或文件的名称和inode号，以便进程访问目录项。

       file：描述进程打开的文件，创建文件对象加入进程的文件打开表，通过文件描述符进行读写操作。

       挂载流程包括系统调用处理、挂载点路径查找、参数合法性检查、调用具体文件系统挂载方法、以及实例添加到全局文件系统树。挂载实例添加到全局文件系统树涉及vfs_get_tree和do_new_mount_fc函数，ext2对挂载的处理则包括初始化阶段、挂载时调用、以及通过mount_bdev执行实际挂载工作。

       具体文件系统挂载方法包括：

       ext2对挂载的处理：启动阶段初始化，挂载时调用ext2_mount，执行mount_bdev来执行实际挂载，ext2_fill_super读取磁盘上的超级块并填充内存中的超级块。

       mount_bdev源码分析：查找块设备描述符，创建或获取vfs超级块，调用具体文件系统的fill_super方法读取并填充超级块。

       ext2_fill_super源码分析：读取磁盘上的超级块，填充并关联vfs超级块，读取块组描述符，读取磁盘根inode并建立根inode，创建根dentry关联到根inode。

       挂载完成后，文件系统已准备好被访问，用户进程通过文件路径打开文件，但尚未关联至挂载点。为了将文件系统关联到挂载点，需要通过do_new_mount_fc将挂载实例加入全局文件系统树。下篇将详细讲解这一过程。

Ext2Fsd简介

       Ext2Fsd是Ext2 File System Driver（For Windows）的简称，这款软件能够在Windows系统中访问Linux操作系统常用的Ext2/3/4等文件系统。

       多数Linux发行版内置了NTFS/FAT等Windows文件系统的访问功能。然而，Windows官方至今并未提供访问Ext2、Ext3格式磁盘分区的软件。因此，使用Ext2Fsd成为了唯一选择。

       该软件可运行于Windows 、XP、Vista、Server /、Win7等多款Windows平台，且支持x及AMD两种处理器架构。重要的是，Ext2Fsd是一款开放源代码软件，遵循GPL协议（GPL2），使得它在使用和二次开发上具有极高的灵活性。