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Linux文件系统简介

Linux文件系统中一切都是文件：图片，文本文件，程序，目录，分区甚至驱动器都是文件。

每种文件系统都有一个控制“块”来存储有关文件系统的信息。文件系统中其它“快”都是i-nodes，i-nodes中存储文件。

Linux内核存储文件的方式并不是用户所看到的那样。对于用户来说，你看到的是文件目录、子目录、文件。目录和文件有不同的名字。这种结构从根目录开始（root,用“/”表示）。

（root和“/”常常使得Linux用户感到困惑。它们有两种用法：root的另一种含义是指具有计算机管理员权限的用户。“/”的另一种用途是目录和子目录及文件之间的分隔符，与DOS中的“\”类似。）

文件系统分级标准（FHS）定义了Linux和其它类Unix操作系统中的主目录和文件。所有的文件和目录都在root目录中——即使它们位于不同的物理设备上（例如不同的磁盘或不同的计算机）。其中FHS定义的部分目录有/bin（可执行文件），/boot（启动引导文件如内核），/home（用户的主目录），/mnt（用于挂载CDROM或软驱），/root（root用户的主目录），/sbin（root用户的专用可执行文件目录）和/usr（大多数应用程序安装于此）。

对于Linux内核来说，文件系统是扁平的。也就是说：

• 它没有分级结构
• 目录、文件或程序之间没有差别
• 它不根据文件名来区分文件，而是用i-nodes来代表文件。

• inode number（唯一的辨识数字）
• 文件的owner和group
• 文件类型（如是一个文件还是目录）
• 文件的缺陷表
• 文件的创建、访问和修改时间
• 文件的大小
• 磁盘的地址（如：文件在磁盘上的物理存储地址）

ls -i

df -m

df -m -print-type

Linux下的文件系统

每种Linux文件系统都是基于Unix原理的实现（它们或者一开始就是为linux开发的，或者一开始是为其它操作系统开发但是经过重写并兼容Linux）。

目前广泛使用的一些linux文件系统有：ext2，ext3，ReiserFS，JFS和XFS。

这些文件系统与DOS/Windows文件系统的不同之处有：

• 允许重要的系统文件夹分布于多个分区或多个硬盘上
• 增加了许多文件属性，例如所有者和权限
• 建立了一些标准文件夹来存放重要的文件。

• 改进了算法使得速度更快
• 增加了时间戳（如最后一次访问的日期，inode最后修改的日期和数据最后修改的日期）
• 可以跟踪文件系统的状态。Ext2在superblock中维护了一块特别的区域，用于指示文件系统的状态是clean还是dirty。如果文件系统损坏会触发扫描程序。Ext2还支持最大分区为4TB。另外，它还完全兼容ext。

Linux：日志文件系统

没有日志文件系统常常被认作是Linux没有在企业级广泛应用的主要原因。不过，现在这已经不能成为理由，因为现在有了四种日志文件系统可供选择。

日志文件系统比静态文件系统如ext2具有很大的优势，例如：如果系统没有正常关机，日志文件系统可以保证数据的完整，并且不需要在重启时耗费很长时间进行复杂的文件系统查错。日志文件系统是指文件系统中有一个单独的文件——日志文件用来跟踪写入硬盘的数据。

在其它的文件系统中，在突然断电或系统崩溃后重启过程中，会花费几分钟或数小时（如果硬盘容量高达数百G）来查错。如果发现有数据不完整，甚至需要人工干预来决定如果修复文件系统问题。如果数据量巨大的话这一过程会耗费很多时间。

在日志文件系统中，如果计算机电源突然中断，重启后如果数据没有问题的话，更改的数据就全部提交给文件系统（也就是写到硬盘），文件系统立即可用；如果文件系统可以读取日志并且修正不完整的数据，那么会标记为不完全提交。这比扫描整个硬盘快多了，而且可以保证文件系统总是可以自愈的。使用日志文件系统，计算机就可以在系统崩毁后几秒钟之内重启，也许一些数据会丢失，但至少不需要花费很长时间来验证数据的丢失了。

Ext3 从Linux 2.4.16开始集成到内核中，在Red Hat和其它一些版本中作为默认的文件系统。它是在ext2的基础上扩展而来，增加了日志功能，同时它具有和ext2一样的高稳定性。而且ext2和ext3分区之间可以相互转换，不需要备份数据或重分区。如果需要，ext3分区甚至可以挂在到不支持ext3的旧系统上；这时它可以被认作普通的ext2分区而忽略日志。

ReiserFS 由Hans Reiser和其它人开发，是Linux第一个日志文件系统。它与ext2一样在Linux中广泛使用。与ext3不同，它是专门开发的日志文件系统，因此它被广泛认为是最先进的Linux专有日志文件系统。它的特点有速度快，非常稳定，与其他文件系统相比小文件占据的磁盘空间更少。

ReiserFS的新版本Reiser4是将版本3完全重写而来，据说大大的改进了性能：速度更快，支持更多CPU，内建加密，更易于自主配置。

JFS 由IBM在1990年代中期为AIX Unix操作系统开发，后来被移植到OS/2操作系统上。IBM后来将OS/2改为开源软件，这使得JFS可以在Linux下使用了。JFS现在主要应用在IBM的企业级服务器上，若要同时安装Linux和OS/2多个系统则JFS是最好的选择。

XFS 友SGI在1990年代中期为64位IRIX Unix系统开发。SGI的服务器主要设计用于高性能的图片处理，所以XFS的特点是可以支持大文件。SGI在XFS被Linux接受后，将XFS转为开源。由于XFS是64位的文件系统，它可以支持百万TB的分区（ext2仅支持4TB）。

大多数2.4.x以后的Linux版本都支持ext2，ext3和ReiserFS。2.4.20和2.5.6版本中加入了对JFS的支持；2.5.36版本加入了对XFS的支持。通过下载补丁也可以让早期的Linux版本支持JFS和XFS。