linux文件系统基础知识2

枫尚

6、文件类型
     
    普通文件 ： 通常是流式文件
     目录文件 ： 用于表示和管理系统中的全部文件
     连接文件 ： 用于不同目录下文件的共享
     设备文件 ： 包括块设备文件和字符设备文件，块设备文件表示磁盘文件、光盘等，字符设备文件按照字符操作终端、键盘等设备。
     管道(FIFO)文件 :  提供进程建通信的一种方式
     套接字(socket) 文件： 该文件类型与网络通信有关
7、文件结构： 包括索引节点和数据
     索引节点 ： 又称 I 节点，在文件系统结构中，包含有关相应文件的信息的一个记录，这些信息包括文件权限、文件名、文件大小、存放位置、建立日期等。文件系统中所有文件的索引节点保存在索引节点表中。
     数据  ： 文件的实际内容。可以是空的，也可以非常大，并且拥有自己的结构。
8、ext2文件系统
     
    ext2文件系统的数据块大小一般为 1024B、2048B 或 4096B
     ext2文件系统采用的索引节点(inode)：
         索引节点采用了多重索引结构，主要体现在直接指针和3个间接指针。直接指针包含12个直接指针块，它们直接指向包含文件数据的数据块，紧接在后面的3个间接指针是为了适应文件的大小变化而设计的。
     e.g： 假设数据块大小为1024B ，利用12个直接指针，可以保存最大为12KB的文件，当文件超过12KB时，则要利用单级间接指针，该指针指向的数据块保存有一组数据块指针，这些指针依次指向包含有实际数据的数据块，
         假如每个指针占用4B，则每个单级指针数据块可保存 1024/4＝256 个数据指针，因此利用直接指针和单级间接指针可保存 1024*12＋1024*256＝268 KB的文件。当文件超过268KB时，再利用二级间接指针，直到使用三级间接指针。
         利用直接指针、单级间接指针、二级间接指针、三级间接指针可保存的最大文件大小为：
             1024*12+1024*256+1024*256*256+1024*256*256*256＝16843020 KB，约 16GB
         若数据块大小为2048B，指针占4B，则最大文件大小为： 2048*12+2048*512+2048*512*512+2048*512*512*512＝268,960,792 KB 约 268GB
         若数据块大小为4096B，指针占4B，则最大文件大小为： 4096*12+4096*1024+4096*1024*1024+4096*1024*1024*1024＝4,299,165,744 KB ，约 4TB
     注： 命令 tune2fs -l /dev/sda5  可查看文件系统
     ext2文件系统最大文件名长度： 255个字符
     
    ext2文件系统的缺点：
            ext2在写入文件内容的同时并没有同时写入文件meta-data，    其工作顺序是先写入文件的内容，然后等空闲时候才写入文件的meta-data。若发生意外，则文件系统就会处于不一致状态。
         在重新启动系统的时候，linux会启动 fsk ( file system check) 的程序，扫描整个文件系统并试图修复，但不提供保证。
9、ext3文件系统：
     
    ext3基于ext2的代码，所以磁盘格式与ext2相同，使用相同的元数据。
     ext2文件系统无损转化为ext3文件系统：  tune2fs  -j /dev/sda6
     
    日志块设备( Journaling block device layer,JBD)完成ext3文件系统日志功能。JBD不是ext3文件系统所特有的，它的设计目标是为了向一个块设备添加日志功能。
     当一个文件修改执行时，ext3文件系统代码将通知JBD，称为一个事务(transaction)。发生意外时，日志功能具有的重放功能，能重新执行中断的事务。
     
    日志中的3种数据模式：
         1)、data=writeback ：不处理任何形式的日志数据，给用户整体上的最高性能
         2)、data=odered ：只记录元数据日志，但将元数据和数据组成一个单元称为事务(transaction) 。此模式保持所句句的可靠性与文件系统的一致性，性能远低于data=writeback模式，但比data=journal模式快
         3)、data=journal ：提供完整的数据及元数据日志，所有新数据首先被写入日志，然后才被定位。意外发生过后，日志可以被重放，将数据与元数据带回一致状态。这种模式整体性能最慢，但数据需要从磁盘读取和写入磁盘时却是3种模式中最快的。
     ext3文件系统最大文件名长度： 255个字符
     ext3文件系统的优点：可用性、数据完整性、速度、兼容性
10、ReiserFS文件系统
     
    ReiserFS文件系统是由Hans Reiser和他领导的开发小组共同开发的，整个文件系统完全是从头设计的，是一个非常优秀的文件系统。也是最早用于Linux的日志文件系统之一。
     ReiserFS的特点
      先进的日志机制
         ReiserFS有先进的日志(Journaling/logging)功能 机制。日志机制保证了在每个实际数据修改之前，相应的日志已经写入硬盘。文件与数据的安全性有了很大提高。
      高效的磁盘空间利用
         Reiserfs对一些小文件不分配inode。而是将这些文件打包，存放在同一个磁盘分块中。而其它文件系统则为每个小文件分别放置到一个磁盘分块中。
      独特的搜寻方式
         ReiserFS基于快速平衡树(balanced tree)搜索，平衡树在性能上非常卓越，这是一种非常高效的算法。ReiserFS搜索大量文件时，搜索速度要比ext2快得多。Reiserfs文件系统使用B*Tree存储文件，而其它文件系统使用B+Tree树。B*Tree查询速度比B+Tree要快很多。Reiserfs在文件定位上速度非常快。
         在实际运用中，ReiserFS 在处理小于 4k 的文件时，比ext2 快 5 倍；带尾文件压缩功能（默认）的ReiserFS 比ext2文件系统多存储6%的数据。
     支持海量磁盘
         ReiserFS是一个非常优秀的文件系统，一直被用在高端UNIX系统上，可轻松管理上百G的文件系统，ReiserFS文件系统最大支持的文件系统尺寸为16TB。这非常适合企业级应用中。
     优异的性能
         由于它的高效存储和快速小文件I/O特点，使用ReiserFs文件系统的PC，在启动X窗口系统时，所花的时间要比在同一台机器上使用ext2文件系统少1/3。另外，ReiserFS文件系统支持单个文件尺寸为4G的文件，这为大型数据库系统在linux上的应用提供了更好的选择