面试题1

1. 基础知识

　　　　系统中最小的单位是Bit（位元、位）

　　　　1 Byte（字节）= 8 Bits

　　　　1 Kilobyte（KB）= 1024 Bytes

　　　　Ext2中inode和block（实际记录文件内容的区域，1kb、2kb、4kb）：inode大小是：128 Bytes，inode记录一个block需要花费4 Bytes。　　　　为了记录更多的block，操作系统将inode记录block的区域划分为12个直接，1个间接，1个双间接，一个三间接记录区。（eg：将block设为　　　　　1kb，能容纳最大的文件是：12*1+256（1 Kb/4Bytes）*1+256*256*1+256*256*256*1（Kb）=16843020 Kb=16448 Mb=16 　　　　　　Gb）。

　　2.　问题

　　　　1.block大小为4 Kb的Ext3文件系统最大分区和最大文件分别是多少？

　　　　　　答：http://zhumeng8337797.blog.163.com/blog/static/100768914201112805015563/

其中point本来也是数据块，现在拿来做数据块的索引用，其中ext3的头文件定义为： __u32 i_block[EXT3_N_BLOCKS];/* Pointers to blocks */，所以可以计算ext3文件系统的极限：
最大分区：
         因为定义的是无符号32位数，所以可能定位的block范围为2^32，也就是4G，如果一个block大小为4KB，所以为4G * 4KB = 16TB
最大文件：
         前面直接指向12个数据块，一级间接块最大为block size / 4，block size就是数据块的大小，因为一个索引是4个字节，所以除以4，这样计算下来，最大的文件可以使用的总块数为:12 + (block size/4) + (block size/4)^2 + (block size/4)^3，如果block size大小为4K，则为(12 + 2^10 + 2^20 + 2^30) * 2^12 约等于4T。

         为了突破ext3这个大小限制，ext4使用了48位的数据块索引空间，同时使用了如下结构代替inode索引的方式：
struct ext3_extent {
__u32 ee_block; /* first logical block extent covers */
__u16 ee_len;   /* number of blocks covered by extent */
__u16 ee_start_hi; /* high 16 bits of physical block */
__u32 ee_start; /* low 32 bigs of physical block */
};
这样查找数据块的时候就不是每个块建立一个索引，而且使用连续的数据块，也就是分别指示起始位置，以及连续的块数，这样在大文件的时候，磁盘io效率以及查找数据块效率上都有很大的提高，所以ext4的文件系统也比ext3出色。因为使用了48位的索引空间，所以在4KB块大小的情况下，文件系统的极限是2^48 * 4KB = 1EB，不过，目前由于工具的限制，只能使用16TB的分区。