Ext

全稱Linux extended file system, extfs，即Linux擴(kuò)展文件系統(tǒng)，Ext2就代表第二代文件擴(kuò)展系統(tǒng)，Ext3/Ext4以此類推，它們都是Ext2的升級(jí)版，只不過增加了日志功能，且彼此向下兼容，所以Ext2被稱為索引式文件系統(tǒng)，而Ext3/Ext4被稱為日志式文件系統(tǒng)。

備注：Linux支持很多文件系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)、Windows的Fat文件系統(tǒng)。

查看Linux支持的文件系統(tǒng)：ls -l /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs

查看Linux支持的文件系統(tǒng)(已載入到內(nèi)存中)：cat /proc/filesystems

核心設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)區(qū)

這些元素相對(duì)穩(wěn)定，磁盤格式化后，就固定下來(lái)了。

1、inode(索引節(jié)點(diǎn))
記錄文件的權(quán)限、屬性和數(shù)據(jù)所在塊block的號(hào)碼，每個(gè)文件都有且僅有一個(gè)的inode，每個(gè)inode都有自己的編號(hào)，可以把inode簡(jiǎn)單地理解為文檔索引。

2、block(數(shù)據(jù)區(qū)塊)
存儲(chǔ)的文件內(nèi)容，也叫數(shù)據(jù)區(qū)塊(data block)，每個(gè)block都有自己的編號(hào)，Ext2支持的單位block容量?jī)H為1k、2k、4k。

備注：為了方便inode的記錄，在磁盤格式化后，block的大小都已經(jīng)固定了。每一個(gè)塊只能存放一個(gè)文件的數(shù)據(jù)，若文件太大，將占用多個(gè)block；若文件太小，block剩余空間就不能被使用了，就會(huì)導(dǎo)致磁盤空間浪費(fèi)，所以在磁盤分區(qū)后，文件系統(tǒng)格式化前，請(qǐng)先仔細(xì)想想文件系統(tǒng)的預(yù)計(jì)使用情況。
 

中介數(shù)據(jù)(metadata)

這些元素是為了維持文件系統(tǒng)狀態(tài)而設(shè)計(jì)出來(lái)的，主要代表的是文件系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)配置信息，屬于描述性信息。

1、superblock(超級(jí)塊)

記錄文件系統(tǒng)(filesystem)的整體信息，包括inode/block的總量、使用量、剩余量、大小、以及文件系統(tǒng)的格式和相關(guān)信息。

備注：整個(gè)文件系統(tǒng)的基本信息全部記錄在superblock，它的大小一般為1024Bytes，如果它死掉，將會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間去補(bǔ)救哦?。?！

2、block group(區(qū)塊群組)

試想一下，假如我們的磁盤容量高達(dá)數(shù)百G，當(dāng)我們格式后，inode和block會(huì)非常龐大，為了便于管理，Ext文件系統(tǒng)在格式化時(shí)，引入了區(qū)塊群組(block group)的概念，每個(gè)區(qū)塊群組都保持獨(dú)立inode/block/superblock，擁有固定數(shù)量的block，這樣就分成了一群一群最基礎(chǔ)的子文件系統(tǒng)。

備注：superblock對(duì)于文件系統(tǒng)太重要了，但是文件系統(tǒng)的superblock又只有一個(gè)，所以除了第一個(gè)block group含有superblock外，后續(xù)block group都可能會(huì)含有備份的superblock，目的就是為了避免superblock單點(diǎn)無(wú)法救援的問題。

3、block bitmap(區(qū)塊對(duì)照表)

一個(gè)block只能被一個(gè)文件使用，當(dāng)我們新增文件時(shí)，肯定需要使用新的block來(lái)記錄文件數(shù)據(jù)。那么如何快速地知道，哪些block是新的？哪些block是已經(jīng)使用了的？block bitmap就是這樣被設(shè)計(jì)出來(lái)，記錄所有使用和未使用的block號(hào)碼。同樣的，當(dāng)我們刪除文件時(shí)，先從block bitmap中找到對(duì)應(yīng)的block號(hào)碼，然后更新標(biāo)志為未使用，最后釋放block。

inode bitmap(inode 對(duì)照表)

和block bitmap一樣的設(shè)計(jì)理念，只不過它記錄地是已使用和未使用的inode號(hào)碼，這里就不再敖述了。

group descriptor

描述每個(gè)區(qū)段(block group)開始和結(jié)束的block號(hào)碼，以及說明每個(gè)區(qū)段(inodemap、blockmap、inode table)分別介于哪些block號(hào)碼之間。

列出目前系統(tǒng)所有被格式化的設(shè)備：blkid

挑選一個(gè)已格式化好的設(shè)備，查看文件系統(tǒng)的詳細(xì)信息：dumpe2fs /dev/vda1

備注：通過上面的Magic簽名為0xEF53，說明我們的磁盤分區(qū)是一個(gè)的ext2和ext3文件系統(tǒng)。類似于通過文件開頭的Magic，可以判斷文件類型一樣。

總結(jié)

Ext家族是Linux支持度最廣、最完整的文件系統(tǒng)，當(dāng)我們格式化磁盤后，就已經(jīng)為我們規(guī)劃好了所有的inode/block/metadate等數(shù)據(jù)，這樣系統(tǒng)可以直接使用，不需要再進(jìn)行動(dòng)態(tài)的配置，這也是它最優(yōu)秀的特點(diǎn)，不過這也是它最顯著的缺點(diǎn)，磁盤容量越大，格式化越慢，centos7.x已經(jīng)選用xfs作為默認(rèn)文件系統(tǒng)。

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