如何在Linux上創建文件系統

    談到如何創建文件系統，在這里就不得不提一下什么是文件系統，在百度上搜索得到的定義是這樣的：操作系統中負責管理和存儲文件信息的軟件機構稱為文件管理系統，簡稱文件系統，簡單的看這個概念可能感覺還是有點茫茫然，其實簡單的說，就是定義磁盤存取數據的一種邏輯組織，我們都知道磁盤是一種存儲數據的硬件，首先但這個硬件的工作當然不是無序的，他首先得遵循一定的規則，而文件系統就是給磁盤存取文件系統定義規則的。

        因此，文件系統是建立在磁盤上的，如此一來，我們就應該聊聊磁盤的結構了，磁盤大致可分為，旋轉馬達，磁盤片，固定連桿及磁頭，磁頭劃過盤片的一周稱作為磁道（track），而在每個磁道按512Byte劃分若干個相同的等分即是扇區（sector）。為了我提高磁盤的工作效率，我們通常會在多個盤面上同時存取，所以在多個盤片面上都分別有磁頭，連桿統一移動磁頭在多個盤面上停留在不同的盤面相同的磁道上，多個盤面的磁道組成的至上而下平面乃稱之為柱面（sylinder），相關概念原理可以參照下面一張圖片

        為了更好的更安全的管理磁盤數據，我們通常會對磁盤按柱面進行分區，我們知道越靠盤片外的柱面磁頭劃過的時間消耗便越長，讀取的速度就會越低，因此在我們windows機器上的靠后的分區會感覺到相比C盤慢一些，在這里還得說明一點，在磁盤上的0磁道0扇區的512Byte是保存MBR（master boot record）的，在mbr里446Byte是存放bootloader的，64Byte存放分區表信息，每16Byte標識一個分區，所以理論上我們的磁盤分區最多只能四個，而為了適應多場景，業務的需求必須多使用分區時，通常在第4塊分區中引入擴展分區，在擴展分區中來添加更多的分區突破這個限制，剩下的2Byte用來標識magic number。

        創建文件系統并且能夠使用可分為三步：

            1.首先給硬盤分區

                在分區前先要介紹下相關硬盤按接口可以分成幾個類型：

                    并口：個人pc一般是IDE的為主，速率大致是133M/s

                               企業級SCSI，速率是640M/s

                    串口： SATA：6Gbps

                                SAS：6Gbps

                                USB：480MB/s

                在centos5，除了IDE接口的硬盤上設備顯示是/dev/hd*以外，SCSI,SATA,SAS,USB都是/dev/sd*,但是在centos6以上的版本中，都是/dev/sd*。 我們使用的分區管理工具主要有fdisk, parted, sfdisk，主流還是使用fdisk，但是fdisk最多只能分區15個，具體命令參數如下：

                    fdisk device

                            p: print, 顯示已有分區；

                            n: new, 創建一個新的分區

                            d: delete, 刪除一個已經存在的分區

                            w: write, 創建好的分區寫入磁盤并退出

                            q: quit, 放棄創建好的分區并直接退出

                            m: 獲取幫助

                            l: 列表所分區id

                            t: 調整分區id

                eg：在我的虛擬機上創建分區

                        1.首先查看一下我的機器上的分區情況，使用fdisk -l

                         可以看的出來，我只使用了3個分區，還有一個分區可使用的，但是總容量卻不夠使用了，所以我得先在虛擬機上加一塊硬盤 ，看箭頭指示的另外一個多出來的磁盤如下圖

                接下來我們來進行分區

            這個是我整個創建一個500M的，類型為Linux的主分區，大致過程就是這樣，然后查看內核是否識別到我新創建的分區，可以cat /proc/partitions,一般分區完成且保存退出之后，要執行partx -a /dev/sdb同步到內核當中去

            2.初始化文件系統

                   首先還是先了解文件系統都有哪些

                    linux的文件系統：ext2,ext3,ext4,vfat,xfs,btrfs,reiserfs,jfs,swap(交換分區)

                    windows：fat32,ntfs

                    網絡文件系統：NFS，CIFS(windows網上鄰居)

                    集群文件系統：GFS2, OCFS2

                    分布式文件系統：ceph,moosefs, mogilefs, GlusterFS, Lustre

                我們在創建文件系統的時候必須滿足兩個條件，1.在內核模塊中得有我們需要的類型文件系統，否則還得安裝模塊，2，在用戶空間得有創建文件系統支持的工具，如：mkfs.ext4,mkfs.xfs,mkfs.vfat等等。我們來試著用之前已經建好的分區來初始化文件系統

            至此文件系統初始化完成了，注意mkfs.ext4這個“.”也可以換成 “-t” ，如mkfs -t ext4，在老的版本中的centos，創建文件系統會使用這個命令mke2fs，它是ext系列文件系統的專用工具，具體使用如下：

        mke2fs：ext系列文件系統專用管理工具

            -t {ext2|ext3|ext4}指定哪種類型的文件系統

            -b {1024|2048|4096} 指定塊大小

            -L 'LABEL'設定卷標

            -j: 相當于 -t ext3，文件系統增加日志

                mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3

            -i #: 為數據空間中每多少個字節創建一個inode；此大小不應該小于block的大小；

            -N #：為數據空間創建個多少個inode；

            -m #: 為管理人員預留的空間占據的百分比；默認是5%

            -O FEATURE[,…]：啟用指定特性

                -O ^FEATURE：關閉指定特性

        我們也來看看使用mke2fs創建文件系統的效果

        1.首先還是創建分區/dev/sdb2

        2.創建完成后使用mke2fs創建文件系統

        在上圖中，我創建了個卷標為mydata且不帶日志的文件系統，如果我想升級為帶日志的文件系統ext3，這里也要介紹下更改文件系統相關屬性的命令tune2fs

        tune2fs：重新設定ext系列文件系統可調整參數的值

            -l：查看指定文件系統超級塊信息；super block

            -L 'LABEL'：修改卷標

            -m #：修預留給管理員的空間百分比

            -j: 將ext2升級為ext3

            -O: 文件系統屬性啟用或禁用

            -o: 調整文件系統的默認掛載選項

            -U UUID: 修改UUID號；

        將文件系統修改為ext3，參照上面的命令參數直接敲入tune2fs -j /dev/sdb2,如圖

            3.掛載文件系統

注：以上內容純代表個人的理解，歡迎指正，謝謝