前言linux文件系统构成文件式的文件结构Linux的一个具体文件系统对文件的访问方式Linux系统的删除方式shred与rm的区别rm删除文件的恢复

前言

闲来无事复习了下Linux文件系统的基本构成，做下记录。主要涉及的内容有： Ext文件系统的记录方式； Linux文件系统的访问方式； rm删除的原理以及恢复方案。

Linux文件系统构成

现在一般使用的是Ext4格式的文件系统， 由最初的Ext2发展而来。 对于Ext2和Ext3文件系统的描述， 请见：

Linux将文件系统抽象为一个树形结构，可以在系统内挂载多个磁盘。 Linux里面所有数据都是文件，文件夹也是文件。 文件由如下内容构成：

文件式的文件结构

以文件 /root/File 为例：

当前操作系统持有的磁盘, 0~1号扇区为引导扇区, 2号扇区归”/”使用。

其包含：

由此层层找到了/root/File这个文件。该文件依然包含：

Innode（大小共128B）:

其中DataBlock的计算方式为：

设置为1KB Block大小的文件系统的最大单个文件支持量16G。

Block大小设1KB为，则间接为(1KB / 4B) * 1KB = 256KB。

总空间= 直接+ 间接+ 双间接+ 三间接 总空间= 12K + 256K + 256 * 256K + 256 * 256 *256K = 16G.

其余：

文件和文件夹的一个区别为其DataBlock里面储存的内容不一样。文件夹储存的是当前文件夹下一级所有的文件名与Innode号的映射；而文件则储存的是文件的具体内容。

Linux的一个具体文件

新建一个空文件 空文件/root/EmptyFile 进行对比

一个Block只能属于一个文件。未使用完毕则空置。 每个扇区的大小、Block由多少个扇区组成、Block的大小在系统格式化的时候就已经定好。理论上不能更改。

系统对文件的访问方式

如上一章节所诉。系统在访问文件的时候必须从根”/”开始逐级通过文件名寻找对应的Innode号，再通过Innode访问到文件的具体数据。

例如访问/home/work/File

在这里面， 每次目录的访问都会对访问用户的权限进行校验，如果没有权限都会报权限错误

Linux系统的删除方式

了解了文件的储存形式，才能知道怎么删除它。

Linux对每一个文件都设置了两个引用计数器i_count/i_nlink。这两个计数器是关乎Linux操作系统的，跟文件系统无太大关联。

i_count： 引用计数器，文件被一进程引用，i_count数增加 ，可以认为是当前文件使用者的数量； i_nlink： 硬链接数目（可以理解为磁盘的引用计数器），创建硬链接对应的 i_nlink 就会增加

通过分析rm的源码得知它是调用了系统函数unlinkat

即rm的时候i_count加一再减二。 i_nlink减一(删除目录项中的文件名与Innode号的映射, 即无法再通过这个文件名进行索引)。

如图：

可以看到rm的删除仅仅是去掉目录项里面的一个值而已

也就可以解释如下两个观点：

shred与rm的区别

shred 在去掉目录项的时候，还会修改Innode以及覆盖DataBlock（3次）。 此外shred还有多种模式，比如补充0，多次抹掉等等。

rm删除文件的恢复

rm 只是删除了目录项的一个链接。只要删除之后当前数据块没有被操作。 文件是一定可以被恢复的。 见testdisk： How to use TestDisk

还有其它很多的文件恢复软件，其使用原理都是绕过文件系统，直接访问磁盘。每读取到一个Innode就根据其DataBlock索引找到被删除文件。

后续可能会写一个C的单个文件恢复的代码。写好之后贴上来。

本文若有错误敬请轻拍。