“Linux文件系统类型”的版本间的差异

2018年6月19日 (二) 13:28的版本

文件系统

文件系统是在一个磁盘或分区组织存储文件或数据的方法，目的是便于查询和存取文件。如Windows系统使用的FAT32或NTFS就属于文件系统的不同类型。

用户层：最上面用户层就是我们日常使用的各种程序，需要的接口主要是文件的创建、删除、打开、关闭、写、读等。

VFS层：我们知道Linux分为用户态和内核态，用户态请求硬件资源需要调用System Call通过内核态去实现。用户的这些文件相关操作都有对应的System Call函数接口，接口调用 VFS对应的函数。

文件系统层：不同的文件系统实现了VFS的这些函数，通过指针注册到VFS里面。所以，用户的操作通过VFS转到各种文件系统。文件系统把文件读写命令转化为对磁盘LBA的操作，起了一个翻译和磁盘管理的作用。

缓存层：文件系统底下有缓存，Page Cache，加速性能。对磁盘LBA的读写数据缓存到这里。

块设备层：块设备接口Block Device是用来访问磁盘LBA的层级，读写命令组合之后插入到命令队列，磁盘的驱动从队列读命令执行。Linux设计了电梯算法等对很多LBA的读写进行优化排序，尽量把连续地址放在一起。

磁盘驱动层：磁盘的驱动程序把对LBA的读写命令转化为各自的协议，比如变成ATA命令，SCSI命令，或者是自己硬件可以识别的自定义命令，发送给磁盘控制器。Host Based SSD甚至在块设备层和磁盘驱动层实现了FTL，变成对Flash芯片的操作。

磁盘物理层：读写物理数据到磁盘介质。

参考文档：https://blog.csdn.net/new0801/article/details/63687127

文件系统的作用

如果没有文件系统

先看看对于操作普通文件来说，意味着什么。

　我们要拿着一个小本本，上面记着，文件名，文件所在扇区以及文件大小。每次要读写文件，我们要人工查询这个账本，知道我们要的文件在哪里。如果文件A所在的扇区M已经写满了，随后的一个扇区M+1被文件B占用了，我们还想接着写文件A，怎么办呢？只能从其他地方找一个空闲扇区N，然后在账本上把N记录到文件A占用的扇区项中。

不同操作系统使用的文件系统一般是不相同的。Linux支持十多种不同的文件系统，对于Red Hat Linux，默认使用ext3和swap文件系统。

文件系统的类型

ext2与ext3文件系统

ext是第一个专门为Linux设计的文件系统类型，称为扩展文件系统。由于在稳定性、速度和兼容性方面存在许多缺陷，现已很少使用。

ext2是为解决ext文件系统的缺陷而设计的可扩展、高性能的文件系统，称为二级扩展文件系统。ext2于1993年发布，在速度和CPU利用率上具有较突出的优势，是GNU/Linux系统中标准的文件系统，支持256字节的长文件名，文件存取性能极好。

ext3是ext2的升级版本，兼容ext2，在ext2的基础上，增加了文件系统日志记录功能，称为日志式文件系统，是目前Linux默认采用的文件系统。

日志式文件系统在因断电或其他异常事件而停机重启后，操作系统会根据文件系统的日志，快速检测并恢复文件系统到正常的状态，并可提高系统的恢复时间，提高数据的安全性。若对数据有较高安全性要求，建议使用ext3文件系统。

日志文件系统是目前Linux文件系统发展的方向，除了Red Hat Linux采用的ext3外，常用的还有reiserfs和jfs等日志文件系统。

swap文件系统

swap用于Linux的交换分区。在Linux中，使用交换分区来提供虚拟内存，其分区大小一般是系统物理内存的2倍。

在安装Linux操作系统时，就应创建交换分区，它是Linux正常运行所必需的，其类型必需是swap。交换分区由操作系统自行管理。

vfat文件系统

vfat是Linux对Dos、windows系统下的FAT（包括FAT16和FAT32）文件系统的一个统称。Red Hat Linux支持FAT16和FAT32分区，也能在该系统中通过相关命令创建FAT分区。

NFS文件系统

NFS即网络文件系统，用于在Unix系统间通过网络进行文件共享，用户可将网络中NFS服务器提供的共享目录，挂载到本地的文件目录中，从而实现操作和访问NFS文件系统中的内容。

ISO9660文件系统

该文件系统是光盘所使用的标准文件系统，Linux对该文件系统也有很好的支持，不仅能读取光盘和光盘ISO映像文件，而且还支持刻录光盘。

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