第頁2023Linux文件系統(tǒng)掛裝與高層體系結(jié)構(gòu)Linux文件系統(tǒng)掛裝與高層體系結(jié)構(gòu)

WindowsXP昂揚的價格和升級收費政策使更多企業(yè)和個人用戶轉(zhuǎn)向自由開放的Linux操作系統(tǒng)，目標(biāo)雇主群會快速增長。下面是我整理的關(guān)于Linux文件系統(tǒng)掛裝與高層體系結(jié)構(gòu)，希望大家仔細閱讀!

文件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

既然已經(jīng)看到了文件系統(tǒng)的構(gòu)造方法，現(xiàn)在就看看Linux文件系統(tǒng)層的體系結(jié)構(gòu)。本文從兩個角度考察Linux文件系統(tǒng)。首先采納高層體系結(jié)構(gòu)的角度。然后進行深層次探討，介紹實現(xiàn)文件系統(tǒng)層的主要結(jié)構(gòu)。

高層體系結(jié)構(gòu)

盡管大多數(shù)文件系統(tǒng)代碼在內(nèi)核中(后面探討的用戶空間文件系統(tǒng)除外)，但是圖1所示的體系結(jié)構(gòu)顯示了用戶空間和內(nèi)核中與文件系統(tǒng)相關(guān)的主要組件之間的關(guān)系。

圖1.Linux文件系統(tǒng)組件的體系結(jié)構(gòu)

用戶空間包含一些應(yīng)用程序(例如，文件系統(tǒng)的運用者)和GNUC庫(glibc)，它們?yōu)槲募到y(tǒng)調(diào)用(翻開、讀取、寫和關(guān)閉)供給用戶接級塊(superblock)、inode、dentry和文件。超級塊在每個文件系統(tǒng)的根上，超級塊描述和維護文件系統(tǒng)的狀態(tài)。文件系統(tǒng)中管理的每個對象(文件或書目)在Linux中表示為一個inode。inode包含管理文件系統(tǒng)中的對象所需的全部元數(shù)據(jù)(包括可以在對象上執(zhí)行的操作)。另一組結(jié)構(gòu)稱為dentry，它們用來實現(xiàn)名稱和inode之間的映射，有一個書目緩存用來保存最近運用的dentry。dentry還維護書目和文件之間的關(guān)系，從而支持在文件系統(tǒng)中移動。最終，VFS文件表示一個翻開的文件(保存翻開的文件的狀態(tài)，比方寫偏移量等等)。

根本的文件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

Linux文件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是一個對困難系統(tǒng)進行抽象化的好玩例子。通過運用一組通用的API函數(shù)，Linux可以在很多種存儲設(shè)備上支持很多種文件系統(tǒng)。例如，read函數(shù)調(diào)用可以從指定的文件描述符讀取肯定數(shù)量的字節(jié)。read函數(shù)不了解文件系統(tǒng)的類型，比方ext3或NFS。它也不了解文件系統(tǒng)所在的存儲媒體，比方ATAttachmentPacketInterface(ATAPI)磁盤、Serial-AttachedSCSI(SAS)磁盤或SerialAdvancedTechnologyAttachment(SATA)磁盤。但是，當(dāng)通過調(diào)用read函數(shù)讀取一個文件時，數(shù)據(jù)會正常返回。本文講解這個機制的實現(xiàn)方法并介紹Linux文件系統(tǒng)層的主要結(jié)構(gòu)。

什么是文件系統(tǒng)?

首先答復(fù)最常見的問題，;什么是文件系統(tǒng);。文件系統(tǒng)是對一個存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)進行組織的機制。由于定義如此寬泛，支持它的代碼會很有意思。正如前面提到的，有很多種文件系統(tǒng)和媒體。由于存在這么多類型，可以預(yù)料到Linux文件系統(tǒng)接口實現(xiàn)為分層的.體系結(jié)構(gòu)，從而將用戶接口層、文件系統(tǒng)實現(xiàn)和操作存儲設(shè)備的驅(qū)動程序分隔開。

掛裝

在Linux中將一個文件系統(tǒng)與一個存儲設(shè)備關(guān)聯(lián)起來的過程稱為掛裝(mount)。運用mount吩咐將一個文件系統(tǒng)附著到當(dāng)前文件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)中(根)。在執(zhí)行掛裝時，要供給文件系統(tǒng)類型、文件系統(tǒng)和一個掛裝飾。

為了說明Linux文件系統(tǒng)層的功能(以及掛裝的方法)，我們在當(dāng)前文件系統(tǒng)的一個文件中創(chuàng)立一個文件系統(tǒng)。實現(xiàn)的方法是，首先用dd吩咐創(chuàng)立一個指定大小的文件(運用/dev/zero作為源進行文件復(fù)制)--換句話說，一個用零進行初始化的文件，見清單1。

清單1.創(chuàng)立一個經(jīng)過初始化的文件

1.$ddif=/dev/zeroof=file.imgbs=1kcount=10000

2.10000+0recordsin

3.10000+0recordsout

4.$

現(xiàn)在有了一個10MB的file.img文件。運用losetup吩咐將一個循環(huán)設(shè)備與這個文件關(guān)聯(lián)起來，讓它看起來像一個塊設(shè)備，而不是文件系統(tǒng)中的常規(guī)文件：

1.$losetup/dev/loop0file.img

2.$

這個文件現(xiàn)在作為一個塊設(shè)備出現(xiàn)(由/dev/loop0表示)。然后用mke2fs在這個設(shè)備上創(chuàng)立一個文件系統(tǒng)。這個吩咐創(chuàng)立一個指定大小的新的ext2文件系統(tǒng)，見清單2。

清單2.用循環(huán)設(shè)備創(chuàng)立ext2文件系統(tǒng)

1.$mke2fs-c/dev/loop010000

2.mke2fs1.35(28-Feb-2004)

3.max_blocks1024000,rsv_groups=1250,rsv_gdb=39

4.Filesystemlabel=

5.OStype:Linux

6.Blocksize=1024(log=0)

7.Fragmentsize=1024(log=0)

8.2512inodes,10000blocks

9.500blocks(5.00%)reservedforthesuperuser

10

11.$

運用mount吩咐將循環(huán)設(shè)備(/dev/loop0)所表示的file