1. 前置知识
1.1 硬盘
1.1.1 扇区
硬盘不是一大块完整的区域，而是由很多扇区组成，每个扇区的容量为 512 字节。
1.1.2 分区
硬盘的第一个扇区最重要，其中保存着主引导记录和分区表信息。在第一个扇区中，主引导记录（MBR，Master Boot Record）需要占用 446 字节，分区表为 64 字节，结束符占用 2 字节。分区表中每记录一个分区信息，需要 16 字节。综上，第一个扇区的分区表中只能记录 4 个分区信息，我们称之为主分区。
硬盘第一个扇区数据信息示意
按上文所述，第一个扇区最多创建 4 个分区，可能不能满足实际使用的需求。我们可以从第一个扇区的分区表中拿出 16 个字节，用它指向另一个分区。由于这部分空间本应写入一个主分区信息，现在却像指针一样指向另一个分区，所以称之为扩展分区。这种做法是 3 个主分区加 1 个扩展分区，然后在扩展分区中创建数个逻辑分区，从而满足多分区的需求。
严格来说，扩展分区并非实际意义上的分区，它是指向下一个分区的指针，这种指针结构将形成一个单向链表。
主分区、扩展分区、逻辑分区示意
1.2 super block
Linux 系统中的 super block 记录着整个文件系统的信息，譬如文件系统格式、文件系统中的节点数目、剩余节点情况、文件系统的大小和状态等。简而言之，super block 就像“硬盘地图”。
1.3 inode
Linux 把每个文件的权限与属性记录在 inode 中，而且每个文件占用一个独立的 inode 表格，该表格的大小默认为 128 字节，里面记录着如下信息：
-
该文件的访问权限（read、 write、 execute）；
-
该文件的所有者与所属组（owner、 group）；
-
该文件的大小（size）；
-
该文件的创建或内容修改时间（ctime）；
-
该文件的最后一次访问时间（atime）；
-
该文件的修改时间（mtime）；
-
文件的特殊权限（SUID、 SGID、 SBIT）；
-
该文件的真实数据地址（point）。
在 Linux 系统中，inode 号才是文件的唯一标识，不能靠文件名来区分。这一点和 Windows 差异较大，且和后续的硬链接有关，一定要理解。我们可以使用 ls -li 命令来查看文件的 inode 号。
1 ls -li 2 total xx 3 533124 drwxr-xr-x 9 apple apple 4096 May 4 10:22 apache-tomcat-8.5.41 4 360908 -rw-rw-r-- 1 apple apple 18 Jun 1 23:50 helloWolrd 5 360974 drwxr-xr-x 4 apple apple 4096 Jun 3 10:15 hi-cat 6 393217 drwxrwxr-x 6 apple apple 4096 May 28 09:37 program 7 518079 drwxrwxr-x 3 apple apple 4096 Mar 4 11:31 project
1.4 block
文件的实际内容保存在 block 块中，其大小可以是 1KB、2KB、4KB。上个小节提到，一个 inode 的默认大小是 128B，记录一个 block 要消耗 4B。这样看来，对于比较大的文件，inode 的空间也是不够用的。因此，当文件的 inode 被写满后，Linux 会自动分配一个 block，这个 block 会像 inode 那样记录其他 block 的信息。通过这种方式，可以把各 block 的内容串联到一起，从而读到完整的文件内容。
对于存储文件的 block 块，有两种常见情况需要了解：
-
文件大小不足一个 block 时，也会占用一个 block。譬如大小为 1KB 的文件，也会单独占用一个 block，这里实际浪费了 3KB。
-
文件大小超过一个 block 时，会占用多个 block。譬如大小为 5KB 的文件，会先用一个完整的 block 存储 4KB，剩下的 1KB 再占用一个 block。
2. Linux 中的链接
在 Windows 中，快捷方式就是指向原始文件的一个链接文件。一旦原始文件被删除或移动，链接文件就会失效。Linux 系统中的链接比 Windows 复杂，分为硬链接和软链接。
2.1 硬链接（hard link）
对一个文件而言，其实际内容存储在 block 中，且拥有唯一的 inode。我们可以将硬链接理解为指向这个 inode 的指针，系统并不会为硬链接分配独立的 inode 和 block。因此，硬链接和原始文件其实是同一个文件，只是名字或路径不同。每当我们添加一个硬链接，文件的 inode 连接数都会加一。每当我们删除一个硬链接，文件的 inode 节点数都会减一。只有当一个文件的 inode 连接数为 0 时，才会真正删除它。所以即使我们删掉原始文件，只要还有硬链接指向它，实际文件就不会被删除，我们依然可以通过硬链接来访问它。
上面的文字解释可能还不够直观，我们再用示意图来阐述。
譬如我们的磁盘上有一个文件：
使用 ln fileName newFileName 新建硬链接，示意如下：
不难看出，现在有了一个名为 fileName 的文件，还有一个 newFileName 的文件。但这两个文件实际指向相同 inode 以及 block。因此，我们修改其中一个文件，另一个文件也会随之改变。这就像编程中的“址传递”。
接下来我们看看删除操作的影响，这个部分通常会令人困惑。
删除“原始文件”：
删除硬链接：
PS：其实我认为硬链接这里是没有所谓“原始文件”的概念的。原始文件，也不过是指向这个 inode 的一个硬链接。或者我们可以这样理解，每个文件名其实就是一个硬链接。在 console 中的实验结果也符合这种观点——硬链接的类型也是“-”。
1 kitking@KitkingVM:~/link$ ls -li 2 total 4 3 7879977 -rw-rw-r-- 1 kitking kitking 4 Dec 29 15:18 test.txt 4 kitking@KitkingVM:~/link$ ln test.txt hardlink.txt 5 kitking@KitkingVM:~/link$ ls -li 6 total 8 7 7879977 -rw-rw-r-- 2 kitking kitking 4 Dec 29 15:18 hardlink.txt 8 7879977 -rw-rw-r-- 2 kitking kitking 4 Dec 29 15:18 test.txt
2.2 软链接（symbolic link）
Linux 下的软链接类似 Windows 下的快捷方式，仅包含所链接文件的路径，能够链接目录，也能跨文件系统链接。删除原始文件后，链接文件也将失效。
2.3 新建链接
Linux 的 ln 命令用于创建链接。其常用参数如下：
-
-s：创建软链接（如不加此参数，默认创建硬链接）；
-
-f：强制创建文件或目录的链接；
-
-i：覆盖前先询问；
-
-v：显示创建链接的过程。