目前，UNIX的文件系統有很多種實現，例如UFS（基于BSD的UNIX文件系統）、ext3、ext4、ZFS和Reiserfs等等。

不論哪一種文件系統，總是需要存儲數據。硬盤的最小存儲單位是扇區，數據所存儲的最小單位則不是扇區，因為用扇區來存儲效率就太低了。一個扇區只有512字節，而磁頭是一個扇區一個扇區地讀取，也就是說，如果文件是10MB，那么為了讀這個文件，磁頭必須要進行讀取20480次。這樣效率是極其低下的。

邏輯塊

為了提高效率，就有了邏輯塊（Block）的概念，也可以叫做數據塊。邏輯塊是在分區進行文件系統的格式化時所指定的"最小存儲單位"，這個最小存儲單位是以扇區為基礎的，所以邏輯塊的大小總是扇區的2的n次方倍。此時，磁頭可以一次讀取一個塊，這樣效率可就高了！

邏輯塊的規劃是很有學問的，并不是越大越好，因為一個邏輯塊最多也只能容納一個文件（在Linux的ext2中），所以如果邏輯塊被規劃的太大，那么會很浪費磁盤空間。舉個例子，如果一個邏輯塊為4KB，而有一個文件只有0.1KB大小，而這個小文件仍然要占用一個邏輯塊，因此就會浪費3.9KB的空間。

所以，在規劃磁盤時，需要考慮到主機的用途。比如BBS主機，由于文章短小，文件較小，那么邏輯塊分配的小一點好。如果主機主要用在存儲大容量的文件，那么考慮到使用效率，還是邏輯塊大一點好！

磁盤的組成

我們可以把一個磁盤分成一個或多個分區。每個分區可以包含一個文件系統。

我們下面要描述一個分層細化的過程，請您集中精力來隨我思考：

1 磁盤是由一個一個分區組成的，即磁盤＝分區+分區+分區…

2 每一個分區內都有一個文件系統，且一個分區內有且僅有一個文件系統。

3
每個分區內都依次包含這些內容：自舉塊（也叫引導塊），超級塊，柱面組0，柱面組1，…柱面組n。即分區＝自舉塊+超級塊+柱面組（若干）

4
每個柱面組又包括了這些內容：超級塊副本，配置信息，i節點圖（記錄哪些i節點可用），塊位圖（記錄哪些塊是否可用），i節點（許多），數據塊（也叫邏輯塊）

好了，你應該可以根據1,2,3,4在腦海里構造出一張分層圖了，如果你把它畫出來，對你記憶i節點的概念會更有好處。

超級塊

超級塊（superblock）的作用是存儲文件系統的大小、空的和填滿的塊，以及它們各自的總數和其他諸如此類的信息。要使用一個分區來進行數據訪問，那么第一個要訪問的就是超級塊。所以，如果超級塊壞了，那磁盤也就基本沒救了。

i節點

下面要講到i節點，就不能不提提Linux的安全性。由于Linux操作系統是一個多用戶、多任務的環境，為了保護每個用戶所擁有數據的隱密性，就將每個文件分成了兩個部分來存儲：一個是文件的屬性，另一個則是文件的內容。

i節點（iinode）就是用來存儲文件的屬性的；而數據塊（邏輯塊）是用來存儲文件的內容的！

如果要格式化一個分區，就要指定inode的大小和塊的大小才行！更通俗的說，一個ext2文件系統是一定要包括inode表與塊區域這兩個部分的！

至于塊，我在前面提到過，它也叫邏輯塊，還叫數據塊，它是數據存儲的最小單位。

而inode"記錄文件屬性以及文件內容放置在哪一個塊內"的信息，更通俗的說，inode除了包含文件的屬性之外，還包括一個指針，這個指針就指向文件內容放置的數據塊的位置，好讓操作系統可以方便的去讀取文件內容。

在inode中一般包括了這樣一些文件屬性信息：
文件的擁有者和所屬用戶組；
文件的訪問權限設定；
文件的類型；
文件的訪問、修改等時間
文件的大小；
文件的各種標志，如SUID和SGID等；
指向文件內容數據塊的指針。

一個inode的大小通常為128字節。（在ext4中這個知識將被顛覆，ext4中的inode大小將擴展到256字節）

好，下面就來看看到底我們怎么利用inode來管理文件呢？

目錄

先來看看有關目錄操作的細節：

如果我們建立了一個目錄，那么系統會分配給該目錄一個inode和至少一個塊。這個inode就記錄該目錄的相關屬性，并將其中的指針指向分配的那個數據塊。而所分配的塊內則記錄了這個目錄下的相關文件（和子目錄）的關聯性，更通俗的說，目錄塊中存儲了一個包括三列的表，三列分別為：inode，文件名或目錄名，指向數據塊的指針。

我們用vi命令來查看一下一個目錄的內容到底是什么：（當然這只是用戶看到的，和文件系統的底層實現是不同的。）
"
============================================================================
" Netrw Directory Listing (netrw
v109)
" /rocrocket/PSB/home/git27
" Sorted by name
" Sort sequence:
[\/]$,\.h$,\.c$,\.cpp$,\.[a-np-z]$,*,\.info$,\.swp$,\.o$\.obj$,\.bak$
" Quick Help: <F1>:help -:go up dir D:delete R:rename s:sort-by
x:exec
"
============================================================================
../
./
.git/
roc.c

雙引號開頭的是注釋部分，而后緊跟著四個項，前兩個是任何目錄都固有的"上級目錄"和"當前目錄"，而后是一個隱藏目錄.git，最后是一個當前目錄下的文件roc.c。可見，一個目錄其實也是一個文件，只不過它其中不存儲用戶數據，而是存儲目錄下的文件和子目錄列表。

如果在Linux中新建一個普通文件，則系統會為該文件分配至少一個inode與相對于該文件大小的塊數量。例如，假設一個塊為4KB，要建一個100KB的文件，則Linux將分配一個inode與25個塊來存儲該文件。

有一點要特別！特別！特別！提醒的是：inode本身并不記錄文件名，而是記錄文件的相關的屬性（在上文提到過的那些屬性），文件名則記錄在目錄所屬的塊區域。正因為這個原因，使得如果Linux讀取一個文件的內容，就要先由根目錄/獲取該文件的上層目錄所在的inode，再由該目錄所記錄的的文件關聯性獲取該文件的inode，最后通過inode內提供的塊指針來獲取最終的文件內容。

鏈接計數

而當談到鏈接數的時候，這里我還要提出一些概念和幾個規律性的結論：

每個i節點中都存有一個鏈接計數，其值是指向該i節點的目錄項數。

只有當鏈接技術減少到0時，才可刪除該文件（也就是釋放該文件占有的數據塊）

能夠增加鏈接數的鏈接為硬鏈接。

軟鏈接也叫符號鏈接，它的inode的文件類型是S_IFLNK。它只是存儲了另一個文件的路徑和名稱而已。

任何一個葉目錄（不包含任何其他目錄的目錄）的鏈接計數總是2，數值2來自于命名該目錄的目錄項以及在該目錄中的.項。

父目錄中的每一個子目錄都會使該父目錄的鏈接計數增1。

精彩引文

最后給出csdn網上qxp網友的一段關于軟鏈接和硬鏈接的評論，很不錯：

我們知道unix文件大致可以分為這樣三部分：目錄（文件名），inode 和數據區。

對于復制來說，不僅僅創建了新的目錄項（文件名），新的inode，還復制了該文件的所有數據；

而硬連結則僅僅創建了新的目錄項，并且在目錄項中相應的inode編號被連結到相應的文件的inode編號，同時，該文件的inode引用計數加1；

這樣，你刪除原來的文件時候，文件數據并不會被刪除，因為inode結點引用計數>0,所以，通過硬連結還能繼續訪問。

換句話說，硬連接使得該文件存在另外一個別名，也就是另外一個入口。

順便說一下軟連結，就是符號連結，其實就相當于是windows下的快捷方式。

創建了一個新的目錄項，一個新的inode，只不過數據區里放的是被引用的文件路徑和名稱。

關于inode和目錄的一點優秀評論：一個文件系統維護了一個索引節點的數組，每個文件或目錄都與索引節點數組中的唯一的元素對應。每個索引節點在數組中的索引號，稱為索引節點號。linux文件系統將文件索引節點號和文件名同時保存在目錄中，所以，目錄只是將文件的名稱和它的索引節點號結合在一起的一張表，目錄中每一對文件名稱和索引節點號稱為一個連接。

參考文獻

本文參考《鳥哥的Linux私房菜》和《UNIX高級環境編程》；

更多信息可以查看:
http://baike.baidu.com/view/1097021.htm
http://security.zdnet.com.cn/security_zone/2008/1218/1284126.shtml

磁盤與文件系統