Linux文件系統簡介

Linux文件系統中一切都是文件：圖片，文本文件，程序，目錄，分區甚至驅動器都是文件。

每種文件系統都有一個控制“塊”來存儲有關文件系統的信息。文件系統中其它“快”都是i-nodes，i-nodes中存儲文件。

Linux內核存儲文件的方式并不是用戶所看到的那樣。對于用戶來說，你看到的是文件目錄、子目錄、文件。目錄和文件有不同的名字。這種結構從根目錄開始（root,用“/”表示）。

（root和“/”常常使得Linux用戶感到困惑。它們有兩種用法：root的另一種含義是指具有計算機管理員權限的用戶。“/”的另一種用途是目錄和子目錄及文件之間的分隔符，與DOS中的“\”類似。）

文件系統分級標準（FHS）定義了Linux和其它類Unix操作系統中的主目錄和文件。所有的文件和目錄都在root目錄中——即使它們位于不同的物理設備上（例如不同的磁盤或不同的計算機）。其中FHS定義的部分目錄有/bin（可執行文件），/boot（啟動引導文件如內核），/home（用戶的主目錄），/mnt（用于掛載CDROM或軟驅），/root（root用戶的主目錄），/sbin（root用戶的專用可執行文件目錄）和/usr（大多數應用程序安裝于此）。

對于Linux內核來說，文件系統是扁平的。也就是說：

• 它沒有分級結構
• 目錄、文件或程序之間沒有差別
• 它不根據文件名來區分文件，而是用i-nodes來代表文件。

• inode number（唯一的辨識數字）
• 文件的owner和group
• 文件類型（如是一個文件還是目錄）
• 文件的缺陷表
• 文件的創建、訪問和修改時間
• 文件的大小
• 磁盤的地址（如：文件在磁盤上的物理存儲地址）

ls -i

df -m

df -m -print-type

Linux下的文件系統

每種Linux文件系統都是基于Unix原理的實現（它們或者一開始就是為linux開發的，或者一開始是為其它操作系統開發但是經過重寫并兼容Linux）。

目前廣泛使用的一些linux文件系統有：ext2，ext3，ReiserFS，JFS和XFS。

這些文件系統與DOS/Windows文件系統的不同之處有：

• 允許重要的系統文件夾分布于多個分區或多個硬盤上
• 增加了許多文件屬性，例如所有者和權限
• 建立了一些標準文件夾來存放重要的文件。

• 改進了算法使得速度更快
• 增加了時間戳（如最后一次訪問的日期，inode最后修改的日期和數據最后修改的日期）
• 可以跟蹤文件系統的狀態。Ext2在superblock中維護了一塊特別的區域，用于指示文件系統的狀態是clean還是dirty。如果文件系統損壞會觸發掃描程序。Ext2還支持最大分區為4TB。另外，它還完全兼容ext。

Linux：日志文件系統

沒有日志文件系統常常被認作是Linux沒有在企業級廣泛應用的主要原因。不過，現在這已經不能成為理由，因為現在有了四種日志文件系統可供選擇。

日志文件系統比靜態文件系統如ext2具有很大的優勢，例如：如果系統沒有正常關機，日志文件系統可以保證數據的完整，并且不需要在重啟時耗費很長時間進行復雜的文件系統查錯。日志文件系統是指文件系統中有一個單獨的文件——日志文件用來跟蹤寫入硬盤的數據。

在其它的文件系統中，在突然斷電或系統崩潰后重啟過程中，會花費幾分鐘或數小時（如果硬盤容量高達數百G）來查錯。如果發現有數據不完整，甚至需要人工干預來決定如果修復文件系統問題。如果數據量巨大的話這一過程會耗費很多時間。

在日志文件系統中，如果計算機電源突然中斷，重啟后如果數據沒有問題的話，更改的數據就全部提交給文件系統（也就是寫到硬盤），文件系統立即可用；如果文件系統可以讀取日志并且修正不完整的數據，那么會標記為不完全提交。這比掃描整個硬盤快多了，而且可以保證文件系統總是可以自愈的。使用日志文件系統，計算機就可以在系統崩毀后幾秒鐘之內重啟，也許一些數據會丟失，但至少不需要花費很長時間來驗證數據的丟失了。

Ext3 從Linux 2.4.16開始集成到內核中，在Red Hat和其它一些版本中作為默認的文件系統。它是在ext2的基礎上擴展而來，增加了日志功能，同時它具有和ext2一樣的高穩定性。而且ext2和ext3分區之間可以相互轉換，不需要備份數據或重分區。如果需要，ext3分區甚至可以掛在到不支持ext3的舊系統上；這時它可以被認作普通的ext2分區而忽略日志。

ReiserFS 由Hans Reiser和其它人開發，是Linux第一個日志文件系統。它與ext2一樣在Linux中廣泛使用。與ext3不同，它是專門開發的日志文件系統，因此它被廣泛認為是最先進的Linux專有日志文件系統。它的特點有速度快，非常穩定，與其他文件系統相比小文件占據的磁盤空間更少。

ReiserFS的新版本Reiser4是將版本3完全重寫而來，據說大大的改進了性能：速度更快，支持更多CPU，內建加密，更易于自主配置。

JFS 由IBM在1990年代中期為AIX Unix操作系統開發，后來被移植到OS/2操作系統上。IBM后來將OS/2改為開源軟件，這使得JFS可以在Linux下使用了。JFS現在主要應用在IBM的企業級服務器上，若要同時安裝Linux和OS/2多個系統則JFS是最好的選擇。

XFS 友SGI在1990年代中期為64位IRIX Unix系統開發。SGI的服務器主要設計用于高性能的圖片處理，所以XFS的特點是可以支持大文件。SGI在XFS被Linux接受后，將XFS轉為開源。由于XFS是64位的文件系統，它可以支持百萬TB的分區（ext2僅支持4TB）。

大多數2.4.x以后的Linux版本都支持ext2，ext3和ReiserFS。2.4.20和2.5.6版本中加入了對JFS的支持；2.5.36版本加入了對XFS的支持。通過下載補丁也可以讓早期的Linux版本支持JFS和XFS。