磁盤管理與文件系統

  關于磁盤與文件系統大致思路：要想對磁盤進行充分利用，必須要對磁盤進行分區，第二步就是要對分區進行高級格式化，也就是在分區上創建文件系統，在此過程中可以對磁盤的各種屬性進行自定義。打個比方來說，創建磁盤分區好比剛買來一個毛坯房，還未裝修，還不適宜人居住，那么創建文件系統就好比在光禿禿的毛坯房上進行了裝修，這樣才更適于人居住使用。

要想搞懂磁盤，首先就要從根上了解硬盤的組成。

    head 磁頭 一個盤片正反兩面對應兩個磁頭，有多個盤片

    track 磁道 磁頭旋轉一圈劃分的圓環

    sector 扇區 512bytes

    cylinder 柱面 所有盤片的相同磁道

設備：ll /dev/ 可見 

    

塊設備(block)：支持隨機訪問，數據交換單位是塊

字符設備(character):線性訪問，數據交換單位為字符

設備文件：FHS

/dev

設備文件：關聯至設備的驅動程序；設備的訪問入口

設備號：

主設備號

major：主設備號，區分設備類型，用于標明設備所需要的驅動程序

minor：次設備號，區分同種類型下的不同的設備，是特定設備的訪問入口

mknod：創建塊和字符設備

mknod /dev/testdev c 110 1

-m MODE:創建后的設備文件的訪問權限，利用系統調用

設備文件名：ICANN

磁盤

SCSI SATA USB SAS:/dev/sd[a-z]

并口：同一線纜可以接多塊設備

SCSI：

寬帶：16-1

窄帶：

主分區和擴展分區表示:1-4

邏輯分區：5+

查看分區：cat /proc/partitions

通知內核強制重讀磁盤分區表：

cnetos 6：partx -a [device]

元數據不包括文件名，文件名保存在目錄

元數據：inode 

文件使用磁盤有不連續的塊，碎片

文件元數據：inode 數據塊指針

********************

inode

128bytes

block=2^n sector 

符號鏈接文件：存儲數據指針的空間當中存儲的是真實文件的訪問路徑

塊和inode比例

需要預留一部分塊空間給管理員

如何判斷inode和block是否使用，0表示空，1表示使用

bitmap index：位圖索引

找一空間，每一位對應block

GDT：快組描述符

元數據區域：

1.inode

2.inode位圖

3.block位圖

GDT：

stat查看元數據

文件名存放在目錄上，與inode一一對應

低級格式化

高級格式化

******************

VFS：Virtual File System

linux文件系統：ext2-4,xfs(centos 7 defaults),relserfs,btrfs(測試階段)

光盤：ISO9660

網絡文件系統：nfs，cifs

集群文件系統，gfs2，osfs2

內核級分布式文件系統：ceph

windows的文件系統：vfat，ntfs

偽文件系統：proc，sysfs，tmpfs，hugepagefs

Unix的文件系統：UFS，FFS，JFS

交換文件系統：swap

用戶空間得分布式文件系統

************************

虛擬內存

32位 4G內存可用

交換分區

創建文件系統工具

mkfs.ext4

檢測及修復文件系統的工具

fsck

查看其屬性的工具

dumpe2fs,tune2fs

調整文件系統特性

tune2fs

***

journal

降低磁盤碎片

日志區，在處理數據時先放在日志區，

如果遇到特殊情況要修復時，優先修復日志區中的內容

鏈接：指向同一文件的不同路徑

硬鏈接:指向同一inode的多個路徑

1.目錄不支持硬鏈接

2,。不能跨文件系統，各分區inode各自管理，從0開始

3。引用次數增加

4.大小相同

符號鏈接：指向一個文件的指針指向另一文件路徑

1.符號鏈接與文件時兩個單獨文件，有各自inode

2.可跨分區

3.文件大小為指向的路徑的字符串的字節數

ls -i example.txt

ls -i命令列出整個目錄文件，即文件名和inode號碼：

　　ls -i /etc

理解了上面這些知識，就能理解目錄的權限。目錄文件的讀權限（r）和寫權限（w），都是針對目錄文件本身。由于目錄文件內只有文件名和inode號碼，所以如果只有讀權限，只能獲取文件名，無法獲取其他信息，因為其他信息都儲存在inode節點中，而讀取inode節點內的信息需要目錄文件的執行權限（x）。

先創建分區，再創建文件系統，

內核中有相關的文件系統驅動程序，可使用lsmod查看

lsmod ：查看內核已經加載的驅動程序

文件系統管理工具：由用戶控件的應用程序提供

1.

mkfs -t ext2=mkfs.ext2

blkid /dev/sda6

2.

mke2fs ext專用工具

-t ext4 指定要創建的文件系統類型

-b {1024|2048|4096（MAX默認）}指定文件系統的block大小

-L 卷標

-j 創建有日志功能的文件系統的ext3

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

-i #:每多少字節一個inode，bytes-per-inode,

指明inode與字節的比率，即多少字節創建一個inode，

默認為

-N # 直接指明要給此文件系統創建的inode的數量

-O [^]FEATURE :以指定的特性創建目標文件系統,啟用某種特性

-m #指定預留空間百分比：5 –>5%s

3.改變卷標

e2label 卷標的查看和設定

e2label /dev/sda8 sb

4.tune2fs 查看修改ext系列文件的某些屬性

不可修改：塊大小，

修改文件系統屬性

-j ext2–>ext3

-L label：修改卷標

-m #：調整預留空間百分比

-O FEATURE 啟用或者關閉某種特性

-o [^]mount_options：開啟或者關閉某種默認掛載選項

acl

^acl

5.dumpe2fs:顯示所有塊組信息，類似tune2fs

-d 只顯示superblock

6.

fsck命令：用于實現文件系統檢測的工具

因進程意外終止或者系統崩潰等原因導致進程非正常終止，可能造成文件損壞

此時要進行離線修復

e2fsck device

-y 對所有問題回答yes

-f 強制檢測

fsck.ext4

-a:無需交互修復所有錯誤

-r 交互式修復

通用命令

7.

blkid

-L label 根據卷名定位分區

-U UUID  

8。

swap文件系統

linux'上的交換分區必須使用獨立的文件系統

且文件系統的System ID必須為82

創建swap設備：

mkswap

-L ：指明卷標

-f : 強制

9.

windows無法識別Linux的文件系統，要交叉使用時，

應該使用同時支持的文件系統

10.

根文件系統之外的其他文件愛系統想要能夠被訪問，都必須通過關聯至根文件系統上的某個目錄來實現，此關聯操作即為掛載：此目錄為掛載點

掛載點：用于作為另一個文件系統的訪問入口

1.事先存在

2.應該使用未被或不會被其他進程使用到的目錄

3.掛載點下原有的文件將不會被隱藏

11.

mount

-r 只讀filesystem

-w 讀寫掛載

-n 默認情況下，設備掛載或卸載的操作會同步更新至/etc/fstab中

-n禁止更新同步

-t vfs ：指明要掛載的設備上的文件系統的類型，多數情況下可省略，

此時mount會通過blkid來判斷要掛載的設備的文件系統類型

-L label：掛載時以卷標的方式指明設備

mount -L lable dir

-U UUID 以UUID的方式指明設備

-o options：掛載選項

sync/async 同步/異步操作：

異步：先在內存寫完，再寫入磁盤

atime/noatime:文件或目錄被訪問時是否更新其訪問時間戳

diratime/nodiratime：目錄訪問時，是否保存訪問時間戳

remount：重新掛載；

acl；支持使用facl功能訪問控制列表

1.mount -o acl device dir

2.tune2fs -o acl device

ro 只讀

rw 讀寫

/dev/nodev:此設備上是否允許創建設備文件

exec/noexec 是否允許運行此設備上的程序文件

auto/noauto:自動掛載

/user/nouser:是否用戶掛載此文件系統

suid/nosuid:是否允許程序上的suid和sgid特殊權限生效

default：

12。 實現將目錄綁定至另一個目錄上，作為臨時訪問入口

    mount –bind 源目錄 目標目錄

13.查看當前系統所有已掛載的設備

1.mount

 

2.cat /etc/mtab 

 

3.cat /proc/mounts

掛載光盤

mount -r /dev/cdrom  mount_point

掛載U盤：需事先識別U盤的設備文件

mount -r

14.

umount

注意：正在被進程訪問的掛載點無法卸載

查看被哪些進程所占用

lsof mount——point

fuser -v mount_point

-km /mnt:踢出正在使用/mnt的用戶

終止所有某掛載點的進程

fuser -km

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掛載本地回環設備

mount -o loop /path/to/some_loop mount_point

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交換分區

創建交換分區：mkswap

啟動禁用

swapon 

-a：定義在/etc/fstab文件中的所有swap設備

swapoff

/etc/fstab

設備除根文件系統以外的其它文件系統能夠開機時的掛載

每行定義一個要掛載的文件系統及相關屬性

6個字段：

1.要掛載的設備

label

UUID偽文件系統

2.掛載點

swap 類型的設備的掛載點為swap

3.文件系統類型

4.掛載選項

defaults：默認

如果使用多個掛載選項，彼此間以逗號分隔

defaults，acl，noatime，noexec

5.轉儲頻率

0:從不備份

1.每天備份

2.隔天備份

6.自檢持續

0:不自檢

1.首先自檢，通常只能是根文件系統可用

2.次級自檢

mount -a：可自動掛載定義在/etc/fstab中的所有支持自動掛載的設備

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df：disk free

-h 人類可讀

-l 本地可讀

-i inode的使用狀態

du：顯示文件大小

-s ：sumary

-h human-readable