Inode和Block的概念

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1. inode和block
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    提到inode，我们不得不先介绍硬盘的整体结构。硬盘中包含多个硬盘盘片，硬盘盘片为圆形，每个硬盘盘片都有一个可以读写的磁头(Head)，将这个磁头固定，使硬盘盘片旋转一周，所走轨迹就是磁道(Track)。硬盘内所有盘片的相同磁道号的集合成为磁柱(Cylinder)。每一磁道被划分成许多区域，每个区域叫一个扇区(Sector)。扇区是硬盘的最小存储物理量，一个扇区的存储容量大约是512字节(约0.5K)。

    知道了硬盘的大体结构之后，再来谈谈怎么进行硬盘分区。进行硬盘分割的最小单位是磁柱，分割完之后自然就是格式化(format)。在Linux中进行格式化必须考虑Block与inode，Block还好理解，它是磁盘可以记录的最小单位，是由数个扇区组成，所以大小通常为n*512Bytes，例如4K。

    那么inode是什么呢Block是记录文件内容的区域，inode则是记录该文件的属性及其放置在哪个Block之内的信息。所以，每个文件都会占用一个inode。当Linux系统要查找某个文件时，它会先搜索inode table找到这个文件的属性及数据存放地点，然后再查找数据存放的Block进而将数据取出。inode数量在一开始已被设定好，其设定方式通常是"硬盘大小/一个容量"，这个容量比Block大一些较佳，例如刚才将Block设为4K，那么这个容量可以设为8K左右。所以，一块1GB的硬盘如果以8K大小划分它的inode数，则会有131072个inode。一个inode的大小为128Byte，这样，我们就可以清楚地知道，一个分区被格式化为一个文件系统之后，基本上它一定会有inode table与数据区域两大块，一个用来记录文件的属性信息与该文件存放的Block块，一个用来记录文件的内容。

2. 硬链接
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    刚才说过，当系统要读取某个文件时，它会先读inode table，然后根据inode的信息到数据区域将数据取出备用。硬链接就是再建立一个inode链接到文件放置的Block块。也就是说，进行硬链接时，实际上您的文件内容不会改变，只是原来的inode与后来添加的inode均可指定到该文件存放的地点，因此，读取两个inode的结果都是读取同一个文件的内容。不过，这样一来就有个问题，因为inode会链接到Block块，而"目录"本身仅消耗inode，这样，硬链接就不能链接目录。所以，硬链接有两个最大的限制:
    (1) 不能跨文件系统，因为不同的文件系统有不同的inode table；
    (2) 不能链接目录。

3. 软链接(符号链接)
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    相对于硬链接，符号链接比较好理解，基本上，它是再建立一个独立文件，而这个文件会让数据读取操作指向它链接的那个文件。由于只是利用文件作为指向的动作，所以，当源文件被删除，符号链接的文件就打不开了，屏幕会显式"无法开启某文件"。
    因此，硬链接比较安全，因为即某一个inode被删除，只要还有一个inode，该文件就能被找到。

4. 分区和文件系统
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    磁盘分割的重点了: 也就是记录每一个分割区(Partition)的起始与结束磁柱。好了，那么这个分割区的起始与结束磁柱的信息放在哪里呢? 存放在Master Boot Recorder(MBR)

    告知系统分割区所在的起始与结束磁柱之后，接着需要将分割区格式化为操作系统认识的文件系统(Filesystem)。因为每个操作系统认识的文件系统并不相同，所以要针对操作系统来格式化分割区 。

    一个分割区就是一个文件系统。硬盘的最小储存单位是扇区(Sector)，不过数据储存的最小单位并不是扇区，因为用 扇区来存储数据效率低下。因为一个扇区只有512Bytes，而磁头是一个扇区一个扇区地读取数据，如果文件有10MBytes，那么为了读这个文件，磁头必须要进行20480次读取(I/O)操作。

    为了克服这个效率上的困扰，引入了逻辑区块(Block)。逻辑区块是在对分割区进行格式化时，所指定的数据最小储存单位，这个最小储存单位是建立在扇区的大小之上的(因为扇区是硬盘的最小物理储存单位)，所以，逻辑区块的大小为扇区 的2的次方倍数。此时，磁头一次可以读取一个逻辑区块(若干个连续的扇区)，如果在格式化时，指定逻辑区块为4KBytes(亦8个连续的扇区构成一个逻辑区块)，那么同样一个10MBytes的文件，磁头要读取的次数则为2560次，可以大幅提高文件的读取效率。

    不过，逻辑区块单位的规划并不是越大越好。因为一个逻辑区块最多仅能容纳一个文件。假如逻辑区块规划为4KBytes，而一个文件大小为0.1KBytes，这个小文件将占用一个逻辑区块的空间，该逻辑区块虽然可以容纳4Kbytes的容量，然而由于文件只占用了0.1Kbytes，所以，实际上剩下的3.9KBytes是不能再被使用了。在考虑逻辑区块的规划时，需要同时考虑到:
    * 文件读取的效率
    * 文件大小可能造成的硬盘空间浪费

    因此，在规划磁盘时，需要根据主机的用途来进行规划较佳。例如BBS主机由于文章较短， 逻辑区块小一点的好；而如果主机主要用在储存大容量的文件，那么考虑到效率，逻辑区块规划的大一点会比较妥当。