我的C盘去哪了？

一个系统，如果没有存储，那么也就不能称之为系统。存储性是一个完整系统的重要组成部分。例如AWS 最开始的服务就是S3(用来存储数据的云服务)，足以见得存储对于一个应用平台是多么的重要。

用惯了Windows的伙伴一定对C盘、D盘的概念印象深刻，初次转到 Mac 或者 Linux 系统下，相信绝大多数人第一个疑问就是：“我的C盘呢？我的软件装到哪里去了？...”。初次有这种疑问很正常，毕竟之前没有接触过或者了解过 Linux 系统的人，对于 Linux 的文件管理系统陌生也是无可厚非的。在之前《初识Shell(3)》的文章中，关于磁盘管理部分，我简单讲解过Linux系统下是通过虚拟目录的树型结构来管理文件系统的，不熟悉的可以翻阅之前的文章。今天主要深入讲解一下 Linux 文件系统。

1. ext 文件系统：

ext 文件系统全名是：extended file system), 从诞生开始到普遍成为目前 Linux 发型版本的默认文件系统，ext 总体上经历了4代。ext最开始依然是采用模仿老大哥 Unix 文件系统的功能，使用虚拟目录来操作硬件存储设备。ext通过索引节点(inode) 系统来存放虚拟目录中的文件信息。索引节点系统会在每个物理设备中创建一个索引节点表，物理设备上每添加一个文件信息，就会在索引节点表中增加一条记录来跟踪这条文件信息。熟悉C++的程序员可能会有一种似曾相识的感觉吧，和类对象的虚函数表原理非常相似，通过一个虚函数表来跟踪虚函数从而实现多态。

ext有不少限制，例如文件大小不能超过2GB，数据块存储碎片化等缺点。对于一代的限制，ext2做出了一些扩展，文件限制也扩展到了2TB,同时也增添了一些额外的文件信息属性，对数据块存储做了分组以减轻碎片化问题，但是ext2仍有缺陷，因为索引节点信息和文件存储过程并不是原子化的，所以存储过程中如果出现类似断电等意外，整个存储过程就被破坏了。针对这个问题，人们引入了日志文件系统，即文件在真正成功写入存储设备之前，会先保存到一个临时文件（journal文件)，如果在存储过程中出现崩溃或者断电，日志文件系统会在下次恢复时从上次失败的节点继续执行，相当于增加了一个日志节点，来实现断点执行。这后来被整合到ext3中。后来ext4又在ext3基础之上增加了数据压缩和加密的属性。目前ext4也是大多数 Linux release版本采用的默认文件系统。日志文件系统还包括一些其他分支，例如 IBM 的 JFS 文件系统， SGI 的 XFS 文件系统等，此处就不做详细介绍了。

写时复制文件系统（copy-on-write,COW）

COW是日志式的另一种解决方案，通过快照实现修复数据并保留原始数据的一种文件系统。因为可以保留原始数据，而不是直接覆盖，所以在安全性和性能上有比较好的平衡。比较流行的有 Sun 公司研发的 ZFS 文件系统和 Oracle 研发的 Btrfs 文件系统。

管理文件系统

1. 创建分区（fdisk)：要想硬盘在Linux 系统下能够存储文件，首先要对硬盘分区。分区的目的一是可以保证数据的安全性，当一个分区有问题不会影响另一个分区，二来因为分区，使数据集中，提高访问速度。分区命令如下：

fdisk /dev/sda #对硬盘 sda 分区。

2. 创建分区后，要用选的的文件系统对其进行格式化。常用的命令：

mkfs.ext4 #创建ext4文件系统
mkfs.xfs # 创建XFS文件系统

3. 分区按照选的文件系统格式化后，就具备了存储功能，但是如果想在 Linux 下使用，还需要将它挂在到 Linux 的虚拟目录下，成为 Linux 系统的一部分。

mount -t filesystemType /dev/ada1 /mnt/my_partition

现在这块硬盘就可以真正的开始存储内容了。

逻辑卷管理（LVM: Logical Volume Manager)

要想了解逻辑卷管理的内容，首先有几个概念要清楚。

PV(physical volume) 物理卷，相对于逻辑卷的物理概念，可以理解物理硬盘就是物理卷。

VG(volume group)卷组，多个物理卷组合在一起，成为一个卷组，卷组并不局限于单独一个硬盘，它可以由分布在多个物理硬盘上多个物理分区组成。

LV(logical volume)逻辑卷，顾名思义，它是搭建在物理硬盘基础上的一种逻辑概念，就像网络的OSI模型，如果把物理卷比作底层网络链路层的硬件平台，那么逻辑卷就是凌驾于物理卷之上的人为定义的软件层统一接口，通过接口层将操作系统与硬件隔离开来，实现更加灵活和移植性更好地软硬件系统。

如果我们直接在物理分区上创建文件系统，那么当物理硬盘分区空间达到上限时，我们只能更换更大的物理硬盘，然后拷贝原有硬盘的内容到新硬盘上，再扩容物理分区。这种移植性和灵活性是非常差的。逻辑分区就是有效的解决这种问题，如上文说道，逻辑分区是建立在物理分区和操作系统之间的接口层，通过将二者分离，实现操作系统不再直接依赖物理分区。这样就可以非常灵活的对存储空间进行扩容。只要保证新挂载的硬盘遵守统一的逻辑卷接口协议即可。