block(data block,directory block)、inode、块位图、inode位图和super block概念详解

一.基本概念：

1.block：文件系统中存储数据的最小单元，ext3文件系统中，创建时默认4k，分为存储文件数据的data block和存储目录数据的directory block

2.inode：又称“索引节点”，每一个inode对应一个文件或目录，记录了文件的大小、所占用的block以及目录的directory block信息。

3.Inode Bitmap：翻译成中文就是“inode位图”，用二进制的方式记录了inode的使用情况。

4.Block Bitmap：翻译成中文就是“块位图”，同Inode Bitmap，用二进制方式记录了块的使用情况。

5.super block：超级块包含了该硬盘或分区上的文件系统的整体信息，如文件系统的大小等。

二.工作原理

这里使用几个常用的操作来解释这几个文件系统组件的工作机制。

1. 读取文件

以读取/tmp/test文件为例，流程如下图：

绘图1.jpg

共分为以下几步：

（1）启动系统时，自动加载“/”目录的inode。

（2）根据该inode，找到“/”目录的directory block,从而定位到“/”目录文件。

（3）根据“/”所在的block，定位到“/”目录文件，该文件中记录了"/tmp"目录文件的名称和inode。

（4）根据（3）中找到的inode，找到"/tmp"目录文件，其中记录了“test”的文件名和inode。

（5）同理，根据（4）中找到的inode，定位到“test”的data block，从而可以访问test文件。

注：所谓一切皆文件，连目录也是文件，该文件记录了里面的一级子目录和文件的名称和inode，所谓cd进这个目录，其实就是执行该目录文件，ls则读取该目录文件，创建一个文件或子目录，则意味着向该文件中写入有关该文件或目录所对应的条目。

2.创建文件，删除文件

（1）创建文件

创建文件，其实就是根据inode位图和block位图，确定哪写inode和block是空闲的，然后分别向这些block中写入数据，同时，将整个文件（可能是多个block）对应一个空闲的inode。如下图（这里“1”表示空闲，“0”表示占用，可能不准确~），这样，访问inode"E"定位到A块、C块、E块，实现了访问“test文件”。

演示文稿1.jpg