2-1-文件系统：存储设计

一、磁盘组成：

• 圆形的碟片： 数据记录位置
• 机械手臂： 磁头，擦写数据
• 主轴马达： 转动碟片
• 分区（早期柱面，现在扇区）
  • 扇区，最小物理存储单位，512B或者4KB
  • 柱面，扇区组成的一个圆
• 磁盘分区表
  • MBR分区表（第一个扇区最重要，包含主要信息）
    • 主引导记录 446b
    • 分区表 64b
  • GPT

二、文件系统

索引式文件系统

超级区块： 整个文件系统整体信息，包括inode和数据区块的总量，使用量，剩余量
inode:   记录文件属性及数据实际存储的区块编号，一个文件对应一个inode
数据区块： 记录数据的内容，一个inode对应一个或者多个数据区块

FAT

链式存储

三、linux ext2文件系统

1、整体结构

Boot Sector: 一个，启动引导程序
区块群组： 多个

2、 区块群组中各部分存储数据

3、目录树&目录&文件

目录树

1、文件系统挂载时，系统会分配一个固定的inode给根目录 / 
2、所有的目录及文件操作从根目录出发，根据目录层次链接出来一颗目录树 

1、上图中，蓝色圈中标识目录，红色标识文件，橘黄色标识数块
2、每一个目录与文件对对应唯一的inode节点
3、目录inode：
    存储当前目录下所有目录及文件的inode 编号
    存储当前inode,即 ./ 目录
    存储父节点inode,即 ../ 目录

4、常用操作 

查看目录&文件 ls /tmp/

1、从系统挂载点信息中，获取目录 / 的 inode-1 信息
2、从 inode-1 找到目录 tmp/ 的 inode-2 信息
3、从 inode-2 中取出所有子节点的文件及目录名
4、遍历子节点显示名称，并从子节点inode取出相关信息显示

新建目录 mkdir /tmp/test_dir

1、从系统挂载点信息中，获取目录 / 的 inode-1 信息
2、从 inode-1 找到目录 tmp/ 的 inode-2 信息
3、从inode对照表中找到一个未使用的 inode-3, 填充inode节点信息
4、将 inode-3 放置到 inode-2 子节点列表（存储到数据区块）中，关联目录名 test_dir/

新建文件 touch /tmp/+

1、从系统挂载点信息中，获取目录 / 的 inode-1 信息
2、从 inode-1 找到目录 tmp/ 的 inode-2 信息
3、从inode对照表中找到一个未使用的 inode-4, 填充inode节点信息
4、将 inode-4 放置到 inode-2 子节点列表（存储到数据区块）中，关联文件名 test_file.txt

写数据  echo 'this is a test.' >> /tmp/test_file.txt

1、从系统挂载点信息中，获取目录 / 的 inode-1 信息
2、从 inode-1 找到目录 tmp/ 的 inode-2 信息
3、从 inode-1 找到文件 test_file.txt 的 inode-4 信息
3、根据数据大小，从区块对照表中找到未使用的数据区块，并写入数据
4、将数据区块编号写入 inode-4节点区块信息（存储到数据区块）

删除文件&目录 rm -r /tmp/test_dir/ 

1、从系统挂载点信息中，获取目录 / 的 inode-1 信息
2、从 inode-1 找到目录 tmp/ 的 inode-2 信息
3、从 inode-2 找到目录 test_dir/ 的 inode-3 信息
4、从 inode-2 子节点列表中，删除目录名 test_dir/及节点 inode-3

硬链接

软链接 

2021-07-10