定义与作用：

• VFS（Virtual File System）是一个仅存在于内存中的抽象层，用于屏蔽不同文件系统的差异，为用户和应用程序提供一个统一的接口。
• 在文件系统挂载后，VFS会将文件系统的元数据（如超级块和inode）加载到内存中。

主要对象类型：

1. 超级块（Super Block）：
   • 记录文件系统的总体信息，如inode数量、block数量、已使用和剩余空间等。
2. 索引节点（Inode）：
   • 包含文件的元数据，如文件大小、权限、修改时间、数据块位置等。
3. 文件对象（File）：
   • 表示打开的文件，包含当前读写位置等信息。
4. 目录项对象（Dentry）：
   • 缓存文件名与inode号之间的链接，加速从文件名到数据的查找过程。

文件系统读取流程：

1. 通过文件名和目录项找到inode号。
2. 通过inode号在inode表中查找inode。
3. 通过inode中的block指针找到数据块。

文件系统类型与特性

ext4文件系统：

• 支持最大单个文件大小为16TB（4K block size）。
• 最大文件系统大小为1EB。
• 使用32位inode号，限制文件数量约为40亿。

XFS文件系统：

• 支持更大规模的存储，单个文件最大可达16EB。
• 最大文件系统大小可达8EB。
• 使用64位管理空间，具有更好的可扩展性和scalability。

查看文件系统和inode信息

• 使用df -i查看文件系统的inode使用情况。
• 使用ls -i查看特定文件的inode号。
• 使用dumpe2fs或xfs_info查看文件系统的详细元信息。

链接类型

软链接（Symbolic Link）：

• 使用ln -s命令创建。
• 类似于Windows的快捷方式，存储目标文件的路径。
• 如果删除原文件，软链接将失效。
• 可以跨文件系统创建。

硬链接（Hard Link）：

• 使用ln命令创建（不带-s选项）。
• 通过增加文件名与inode之间的链接数实现，不占用额外磁盘空间。
• 删除原文件，硬链接仍然有效。
• 不能跨文件系统创建。
• 不能对目录进行硬链接。

逻辑卷管理（LVM）

• 功能：动态调整磁盘容量，提高空间利用率，便于数据备份。
• 组件：物理卷（PV）、卷组（VG）、逻辑卷（LV）。
• 命令：
  • pvcreate、vgcreate、lvcreate用于创建。
  • pvdisplay、vgdisplay、lvdisplay用于显示信息。
  • lvextend、lvreduce用于扩展和缩减逻辑卷。

磁盘阵列（RAID）

• RAID级别：
  • RAID0：无容错，读写速度快，磁盘空间利用率高。
  • RAID1：镜像，有容错，写入速度较慢，磁盘空间利用率低。
  • RAID5：至少需要三块磁盘，有容错，读写速度较快。
  • RAID6：至少需要四块磁盘，容错能力较强，读写速度较快。

文件系统修复与检测

• ext4：使用fsck进行修复检测，dumpe2fs查看超级块信息。
• XFS：使用xfs_repair进行修复，xfs_info查看文件系统信息。

总结

本笔记详细总结了VFS的作用、主要对象类型、文件系统的读取流程、不同文件系统的特性、链接类型、逻辑卷管理以及磁盘阵列的基本概念。同时，还介绍了如何查看文件系统和inode的信息，以及文件系统的修复与检测方法。这些知识点对于深入理解Linux的文件系统架构和管理至关重要。