Linux文件系统杂记

基本上，所有物理磁盘的文件名都已经被模拟成/dev/sd[a~p]的格式，第一块磁盘文件名为/dev/sda，而分区的文件名若以第一块磁盘为例，则为/dev/sda[1~128]。除了物理磁盘外，虚拟机的磁盘通常为/dev/vd[a~p]的格式。

磁盘分区完毕后，还需要进行格式化，之后操作系统才能使用这个文件系统。传统的磁盘与文件系统应用中，一个分区就只能被格式化成为一个文件系统，所以我们说一个文件系统就是一个硬盘分区。但是由于新技术的应用，例如LVM与软件磁盘阵列，这些技术可以将一个分区格式化为多个文件系统，也能将多个分区合成一个文件系统，所以现在不在说针对分区来格式化了。

文件系统如何运行呢？文件除了文件内容以外还包括文件权限（rwx）与文件属性（拥有者、用户组、时间参数等），文件系统通常会将这两部分的数据分别存放在不同的区块，权限与属性放置到inode中，实际数据则放置到数据区块中。另外还有一个超级区块会记录整个文件系统的整体信息，包括inode与数据区块的总量、使用量、剩余量等。

当系统加载一个文件到内存后，如果该文件没有被修改过，则在内存区段的文件数据会被设置为干净，但如果内存中的文件数据被更改过了，该内存中的数据会被设置为脏的，此时所有的操作都在内存中进行，并没有写入到磁盘中，系统会不定时的将内存中设置为脏的数据写回磁盘，以保持磁盘与内存数据的一致性。

系统会将常用的文件数据放置到内存的缓冲区，以加速文件系统的读写操作，因此Linux的物理内存最后都会被用光，这是正常的情况，可加速系统性能。可以手动使用sync来强制脏数据写回磁盘。若正常关机，关机命令会主动调用sync来将内存数据回写入磁盘，但若不正常关机，由于数据尚未写回磁盘，重新启动后可能会花很多时间进行磁盘校验，甚至可能导致文件系统损坏。

Linux支持众多的文件系统，Linux内核又是如何管理这些识别的文件系统呢？其实Linux系统是通过VFS的内核功能去读取文件系统，也就是说整个Linux是别的文件系统其实都是VFS在进行管理。

每个文件系统都有独立的inode、区块、超级区块等信息，这个文件系统要能够连接到目录树才能被我们使用。将文件系统与目录树结合的操作我们称为挂载。挂载点 一定是目录，该目录为进入该文件系统的入口。

如果我们想在系统里新增一块磁盘，应该做以下操作：

1、对磁盘进行划分，以建立可用的分区。
2、对该硬盘分区格式化，以建立系统可用的文件系统。
3、建立挂载点（即目录），将它挂载上来。

操作系统启动时自动挂载的的设备和目录可以在/etc/fatab文件中设置。

内存交换分区（swap）：cpu读取的数据来自于内存，内存不足时为了让后续程序可以顺利运行，需要将暂不使用的程序与数据挪到内存交换分区中，此时内存就会空出来给需要执行的程序。内存交换分区是用磁盘来暂时放置内存中的信息。