Linux文件系统
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📆51CTO首发时间：🌴2023年2月4日🌴
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⭐本文介绍⭐
尽管在过去的几十年里，计算机硬件技术行得到了飞速的发展，但磁盘这一古老的存储介质仍然是几乎所有电脑的必备。本章介绍 Lin nux 下的磁盘管理，包括 Linux 文件系统的概念及使用、硬盘分区及格式化、使用外部设备备、文件归档及备份等。本章对于普通用户和系统管理员都有一定的借鉴作用。
关于硬盘
硬盘是当前使用最为广泛的数据存储设备。从存储原理上讲，硬盘和磁带是一样的。硬盘内部是几个叠在一起的磁性盘片，读取数据的时候，盘片以恒定的速度旋转，边上有一个小磁头进行读取和写入。磁头通过改变盘片上磁性物质的排列来写入数据。值得注意的是，磁头在读写数据的时候并不接触盘面，而是悬浮在距离盘片表面非常近的地方。如果因为某些原因，磁头接触到了盘片，那么就会产生破坏性的后果，这也是为什么不能在运行时搬动主机的一个原因。
现如今有多种不同的硬盘接口。从市场占有率和获支持程度来说，SCSI和 IDE 曾经占据了统治地位。然而这些年，随着 SATA 接口硬盘价格的不断下降，越来越多的人选择了SATA 硬盘。现在新配的电脑全部是 SATA 硬盘，也就是所说的串口硬盘。
Linux文件系统
操作系统必须用一种特定的方式对磁盘运进行操作。例如，怎样存储一个文件?怎样表示一个目录?怎样知道某个特定的文件存储在在硬盘的哪个位置?这些问题都可以通过文件系统来解决。简单来说，文件系统是一种对物勿理空间的组织方式，通常在格式化硬盘时创建。在 Windows 下，有 NTFS 和 FAT 两种文件系统。同样地，Linux 也有自己的文件系统并一直在快速演变，下面简要介绍其中最常用 的几种。
ext3fs和ext4fs文件系统
在过去很长一段时间内，ext3fs(Seco ind Extended File System)是 Linux 上主流的文件系统。随着 ext4fs(Third Extended File Sy rstem)的出现，ext3fs 逐渐被替代。正如名字中所体现出来的那样，ext4fs 是对 ext3fs 的扩 展和改善。通过增加日志功能，ext4fs 大大增加了文件系统的可靠性。
日志功能是基于灾难恢复的需求而诞生生的。ext4fs 文件系统预留了一块专门的区域来保存日志文件，当对文件进行写操作时，所行作的修改将首先写入日志文件，随后再写入一条记录标记日志项的结束。完成以上这些操操作后，才会对文件系统作实际的修改。这样，当系统崩溃后，就可以利用日志恢复文件系系统，在最大程度上避免了数据的丢失。
值得一提的是，所有这些检查都是自动完成的。日志机制检查每个文件系统所需的时间约为1秒，这意味着灾难恢复几乎不耽误任何时间。
ReiserFS文件系统
ReiserFS 是另一种在 Linux上广泛使用的文件系统。相比较 ext2fs/ext3fs 来说，这是一个非常年轻的文件系统，其作者 Hans Reiser 于 1997 年 7 月23 日将 ReiserFS 在互联网上 公布。Linux 内核从 2.4.1 版本开始支持 Reiser FS.ReiserFS 曾经一度是 SUSE Linux的默认文件系统。
和 ext3fs 一样，ReiserFS 也是一种日志文化件系统，从而免去了对系统崩溃、意外断电等特殊事件的担忧。除此之外，ReiserFS 第4片饭还加入了模块化的文件系统接口，这个功
能对于开发人员和系统管理员而言会比较有用， 它可以在特殊环境里增强文件的安全性。
在算法空间效率上，Reiser4 无疑比以前做的更好。Reiser4 的新算法可以同时兼顾速度和磁盘利用率，而其他文件系统往往需要系统管理员在这两个方面进行选择。
有关swap
应该说，把这一节放在这里多少显得有一点无奈。swap 是什么文件系统?几乎所有的 Linux 初学者都会问这样的问题。事实上，swap 并不是一种文件系统。出现这样的误解多以来源于在安装时，Linux 把 swap 和 ext3fs 这些文件系统放在一起的缘故。那么，swap究竟是什么?
swap 被称为交换分区。这是一块特殊的硬盘空间，当实际内存不够用的时候，操作系统会从内存中取出一部分暂时不用的数据，放在交换分区中，从而为当前运行的程序腾出足够的内存空间。这种“拆东墙，补西墙”的方式被应用于几乎所有的操作系统。其显著的优点在于，通过操作系统的调度，应用程序实际可以使用的内存空间将远远超过系统的物理内存。由于硬盘空间的价格比 RAM 低得多，因此这种方式是非常经济和实惠的。当然，频繁地读写硬盘会显著降低系统的运行速度，这是使用交换分区最大的限制。
相比较而言，Windows 不会为 swap 单独划分一个分区，而是使用分页文件实现相同的功能。在概念上，Windows 称其为“虚拟内存”(从某种意义上讲，这个叫法似乎更容易理解)。因此，如果读者对 Windows 熟悉的话，把交换分区理解为虚拟内存也是完全吗行的。
具体使用多大的 swap 分区取决于物理内存大小和硬盘的容量。一般来说，swap 分区容量应该要大于物理内存大小，但目前不能超过2GB。
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