Linux中的Ext2文件系统

之所以要写Ext2文件系统，是因为最近一直在看Hadoop，发现HDFS和Ext2文件系统非常类似，加上以前已经了解Ext2文件系统，所以，打算先把Ext2的思想梳理一遍。

1 Ext2综述

在Linux操作系统中，一切皆文件。Linux文件最重要的特性：文件权限，文件属性和文件数据。其中文件权限如rwx,文件属性如文件的大小文件所有者等，文件数据是指文件中存放的数据信息。
在Ext2文件系统中，它们不是存放在一起的，而是分开存放，文件权限和属性存放在inode中，文件数据存放在data block中，另外Ext2文件系统中还有一个super block用于存放文件系统的整体信息。
Ext2文件系统一开始就把inode,data block,以及super block规划好了,除非格式化，否则不在变动。每一个inode和data block都有一个唯一编号与之对应。

2 super block

super block用于记录整个文件系统的基本情况，主要记录一下内容：

1. block 和inode的总量
2. 已经使用了多少block和inode
3. 文件系统中还剩余多少block和inode
4. block和inode的大小
   通常情况下，super block的大小为128bytes。

3 inode

inode用于记录文件的属性，一个文件占用一个inode，同时在inode中记录存放文件数据的data block号码。inode中存放如下信息：
1. 文件的权限rwx
2. 文件所有者与所在组
3. 文件的大小
4. 最近修改时间
5. 存放文件数据的data block编号
一个inode的大小固定为128bytes，在读取文件的时候通常情况下就是会首先找到文件对应的inode，然后通过inode进行一系列操作。

4 data block

文件数据的实际存放位置，一个文件至少占用一个data block（一个data block中最多也只能存放一个文件），如果文件太大的话，可能会占用多个data block，一个data Block的大小通常为4KB。
因此在划分data block时，其大小非常关键，如果data block过小，可能有利用小文件的存放，但是对与大文件而言，将会占用更多的data block,inode中需要划分更多区域去记录data block，导致文件系统读写效率降低；如果data block过大，可能有利用大文件的存放，但是对于小文件而言，由于一个data block中最多存放一个文件，这样可能会造成空间浪费问题。

文件与inode 和data block的关系

假设文件对应的inode是inode3，从图中可以看出，文件数据的实际存放位置为data block1,3,8，inode负责记录这些data block的编号，这种数据访问的方式被称为索引式文件系统。

读取文件流程：
1获取文件inode的位置，读取inode中的数据，获取文件权限，检查该用户是否有r权限，如果有进行一下步骤，如果没有，流程结束，文件内容不予显示；
2 通过inode中记录的data block的编号，一次读取对应data block上的数据，完成了对文件的读取。

5 目录与inode 和data block的关系

目录也是文件，因此，因此其存放方式与文件的存放方式一样，不停的是，目录的data block中存放的是子目录/文件的inode所对应的位置。

实际上，每次读取文件，每次都是从/根目录进行的，以此查找，最终找到目标文件的inode，然后找到文件数据的存放位置，读取，获取数据。