常见本地文件系统磁盘空间布局

文件体系的中心功用便是完成对磁盘空间的办理，要知道哪些空间能够用，哪些空间不能够用。

典型文件体系：LinuxExtX

ExtX将磁盘划分为等份的若干区域，这个区域被称为块组，磁盘空间的办理以块组为单位，以下是磁盘分区的布局图（以4K逻辑块巨细为例），其间块组0最杂乱，其他的类似。

ext2磁盘布局

概念阐明：

超级块：存储文件体系等级的信息，比方逻辑块巨细、挂载点等

块组描绘符表：ext文件体系每一个块组信息运用32字节描绘，这32个字节称为块组描绘符，一切块组的块组描绘符组成块组描绘符表GDT(groupdescriptortable)。假设block巨细为4KB的文件体系划分了143个块组，每个块组描绘符32字节，那么GDT就须要143*32=4576字节即两个block来寄存。

预留GDT块：保存GDT用于今后扩容文件体系运用，避免扩容后块组太多，使得块组描绘符超出当时存储GDT的blocks。

inode：索引节点，即索引数据的节点，一个inode对应一个文件，一般每个块组有若干的inode，称为inode表。

因为inode数量固定，且存储方法固定，能够依据偏移给与编号，即ino_id。

位图，包含数据块位图和inode位图，用来描绘对应资源的运用，0表明未运用，1表明现已运用。

咱们运用如下指令能够创立并格式化一个文件体系：

brddif=/dev/zeroof=30=1Mcount=30

然后运用dump2fs检查

Ext2磁盘布局实例-1

假如块巨细为4K，那么有如下块组：

Ext2磁盘布局实例-2

原因：ExtX运用逻辑块存储数据位图，当block=1K时，对应的数据块位图能够办理1024*8个数据块，即1024[一个block的size]*(1024*8)[block的数量]=8M的空间，30M就须要4个块组；当block=4K时，对应的数据块位图能够办理4*1024*8个数据块，即(4*1024)*(4*1028*8)=128M，因而一个块组就能够。

依据固定功用区的磁盘空间办理布局空间智能明晰，便于手动进行丢掉数据康复，可是也简单呈现资源缺乏的状况，比方海量小文件场景。

非固定功用区的磁盘空间办理也分为数据和元数据，可是元数据和数据的区域非固定，跟着文件体系对资源的需求而动态分配，典型有XFS和NTFS。

XFS文件体系将磁盘划分为等份的区域，称为分配组（AG），XFS对每个分配组进行独立办理，AG的容量能够很大，最大能够到达1TB。

xfs磁盘布局

概念阐明：

XFS文件体系经过两个B+树来追寻闲暇空间，一个是依据块编号索引，另一个是依据闲暇块的巨细索引。

AGF（AGFreeSpaceBlock）:磁盘空间办理经过两个B+树来完成，一个B+树经过块的编号来办理，一个B+树经过剩下块的巨细来办理，经过两个不同的B+树完成对剩下空间的快速查找。

AGI（AGInodeManagement）：经过一个B+树办理inode，将64个inode（默许巨细是256字节）打包为一个块（chunk），改块作为B+树的一个叶子节点。inode的方位不固定，其编号分为相对inode编号和肯定inode编号两种。相对inode编号是指针对AG的编号，肯定inode编号是在整个文件体系中的编号。

AGFL（AGFreeList）：包含了在AG空间内一个寄存指向预留空间的块指针的数组。这个空间不能用于任何类型的用户数据。

前面的磁盘布局方法都是原地修正，在随机IO比较多的状况下，不太合适SS设备，依据数据追加的磁盘布局方法，对数据的改变并非在原地修正，而是追加写的方法写到后边的剩下空间，将随机写转化为次序写。比方NILFS2。

NILFS2将磁盘划分为若干的Segment，Segment默许巨细是8M。

NILFS2磁盘布局

NILFS2将文件分为若干类，分别是惯例文件、目录文件、链接文件和元数据文件。而元数据文件包含：

inode文件（ifile）：存储inode

检查点文件（cpfile）：存储检查点

段运用文件（sufile）：存储段的运用状况

数据地址转化文件（DAT）：虚拟块号和惯例块号的映射