Linux中VFS 虚拟文件系统

文件系统
Linux支持多种文件系统
ext2：Linux基本文件系统
ext3：ext2的增强版本
ext4：ext文件系统的第四个版本 这三个是磁盘类型 还有xfs
swap：交换文件系统
nfs：网络文件系统，适合Linux或UNIX机器间共享
smbfs：适合Linux或UNIX和windows季期间共享
vfat：windows早期文件系统
ntfs：windows默认文件系统，功能非常强大
ISO9660：cd光盘的只读文件系统
GFS：Google专用存储海量搜索数据而设计的专用文件系统
reiserfs：早期Linux使用的日志功能的文件系统
Linux内核采用虚拟文件系统层（VFS），通过该中间层对各类文件系统提供了完美的支持。对于用户来说，这些文件系统几乎是透明的，用户不需要关心底层文件系统的具体实现

VFS 基本结构

super  block
dentry
inode
data

Super block 超级块
存储文件系统的整体信息，包括inode/block的总量、使用量、剩余量，以及文件系统的格式。文件系统中第一个块被称为超级块
将物理相邻的若干个扇区称为一个块。操作系统读写磁盘的基本单位是扇区，而文件系统的基本单位是块。块越大存储性能越好，但空间浪费严重。块越小性能相对越低，但空间利用率高
inode 索引节点
保存的其实是实际的数据（文件内容）的一些信息，这些信息称为“元数据”（也就是对文件属性的描述），例如文件大小，文件拥有者（owner），文件属组（group），文件权限，文件读取或修改的时间戳，链接数量。同时记录此文件的数据所在的block号码（数据块），文件类型等等
注意：数据分成：元数据+数据本身
每个inode节点的大小，一般是128字节或256字节。inode节点的总数在格式化就给定，一般每2kb就设置一个inode一般文件很少有文件小于2kb的所以预订按照2kb分，一般inode是用不完的
inode号是唯一的，表示不同的文件。其实Linux内核访问文件都是通过inode号来进行的，所谓文件名仅仅是inode号的别名，方便用户识别和使用的。当我们打开一个文件的时候，首先，系统找到这个文件名对应的inode号；然后，通过inode号，在inode table中找到inode信息，最后在inode信息中找到文件数据所在的block，接着就可以处理文件数据了。
当创建一个文件（包括目录）的时候，就给文件分配了一个inode。inodes最大数量就是文件的最大数量。

dentry 目录项
目录项是描述文件的逻辑属性，只存在于内存中，并没有实际对应的磁盘上的描述，更确切的说是存在于内存的目录项缓存，为了提高查找性能而设计。注意不管是目录还是最终的文件，都是属于目录项，所有的目录项在一起构成一颗庞大的目录树。例如：打开一个文件/opt/data/a.txt，那么/、opt、data、a.txt都是一个目录项，VFS在查找的时候，根据一层一层的目录项找到对应的每个目录项的inode，那么沿着目录项进行操作就可以找到最终的文件。
注意：目录也是一种文件(所以也存在对应的inode)。打开目录，实际上就是打开目录文件。
data 数据
记录文件的实际内容，若文件太大时，会占用多个 block
下图为一个文件系统存取文件的大体流程