认识ext2文件系统

硬盘组成与分区

1. 磁盘的物理组成

• 圆形的磁盘盘（主要记录数据部分）
• 机械手臂
• [在机械手臂上的磁盘读取头（可擦写磁盘盘上的数据）]
• 主轴马达，可以转动磁盘盘，让机械手臂上的读取头在磁盘盘上读写数据

2. 磁盘盘的物理组成

• 扇区（Sector）为最小的物理存储单位，每个扇区为512bytes
• 将扇区组成一个圆，那就是磁柱（Cylinder），磁柱是分割槽（Partition）的最小单位
• 第一个扇区最重要，里面有：主要开机区(Master Boot Record MBR)以及分区表（Partition table），其中MBR占据446字节，而分区表占64字节

3.磁盘分区

    磁盘分区---指定分区的起始与结束磁柱。第一个扇区的分区表存放着分区的磁柱范围，因为分区表只有64字节，因此最多只能记录4个分区，这4个分区称为主分区或扩展分区，其中扩展分区还可以再分割出逻辑分区，而能被格式化的则只有主分区和逻辑分区。

• 主分区和扩展分区最多4个（硬盘限制）
• 扩展分区最多只能有一个（操作系统限制）
• 逻辑分区是由扩展分区持续分割出来的分区
• 只有主分区和逻辑分区能被格式化，扩展分区不能被格式化
• 不同的操作系统，逻辑分区的最大数量是不同的。在Linux中，IDE硬盘最多有59个逻辑分区（5-63），SATA硬盘最多有11个逻辑分区（5-15）

4. 文件系统特性

    因为每种操作系统所设定的文件属性/权限并不相同，为了存放这些数据，就需要将分区进行格式化，以成为操作系统能够利用的文件系统(File System).每种操作系统能够使用的文件系统也不同。例如：win98使用FAT或FAT16，win2000以后的版本有ntfs文件系统，Linux的正统文件系统为ext2。

    linux中，权限与属性放置到inode中，而实际的数据则放置到data block区块，super block会记录整个文件系统的整体信息，包括inode与block的总量、使用量、剩余量等。

    inode与block：索引式文件系统。inode中记录了block所在的位置，操作系统一口气就可以将数据读取出来。而例如FAT格式的文件系统，没有inode，必须要一个个的将block读取出来后，才知道下一个block在何处。如果同一个文件数据写入的block分散太厉害时，则磁盘读取头将无法在磁盘转一圈就读到所有的数据。

    【碎片整理：需要碎片整理的原因就是因为文件写入的block分散得太过于离散了，此时文件读取的效率将会大大降低】

5. Linux的EXT2文件系统（inode）

    EXT2就是使用inode为基础的文件系统。

    inode table

• 每个inode大小均为128字节
• 每个文件都只会占用一个inode而已
• 承上，因此文件系统能够创建的文件数量与inode的数量有关
• 系统读取文件时要先找到inode，并分析inode所记录的权限是否与用户吻合

    Superblock

    Superblock是记录整个filesystem相关信息的地方，没有Superblock，就没有FileSystem。记录的信息有：

• block与inode的总量
• 未使用与已是已使用的inode / block数量
• block与inode的大小（block为1，2，4K，inode为128bytes）
• FileSystem的挂载时间、最近一次写入数据的时间、最近一次检验磁盘(fsck)的时间等文件系统的相关信息
• 一个valid bit数值，若此文件系统已被挂在，则valid bit为0，否则为1.

    一般superblock的大小为1024bytes。