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linux文件系统基础知识


    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。
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