磁盘管理与文件系统

  关于磁盘与文件系统大致思路：要想对磁盘进行充分利用，必须要对磁盘进行分区，第二步就是要对分区进行高级格式化，也就是在分区上创建文件系统，在此过程中可以对磁盘的各种属性进行自定义。打个比方来说，创建磁盘分区好比刚买来一个毛坯房，还未装修，还不适宜人居住，那么创建文件系统就好比在光秃秃的毛坯房上进行了装修，这样才更适于人居住使用。

要想搞懂磁盘，首先就要从根上了解硬盘的组成。

    head 磁头 一个盘片正反两面对应两个磁头，有多个盘片

    track 磁道 磁头旋转一圈划分的圆环

    sector 扇区 512bytes

    cylinder 柱面 所有盘片的相同磁道

设备：ll /dev/ 可见 

    

块设备(block)：支持随机访问，数据交换单位是块

字符设备(character):线性访问，数据交换单位为字符

设备文件：FHS

/dev

设备文件：关联至设备的驱动程序；设备的访问入口

设备号：

主设备号

major：主设备号，区分设备类型，用于标明设备所需要的驱动程序

minor：次设备号，区分同种类型下的不同的设备，是特定设备的访问入口

mknod：创建块和字符设备

mknod /dev/testdev c 110 1

-m MODE:创建后的设备文件的访问权限，利用系统调用

设备文件名：ICANN

磁盘

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

并口：同一线缆可以接多块设备

SCSI：

宽带：16-1

窄带：

主分区和扩展分区表示:1-4

逻辑分区：5+

查看分区：cat /proc/partitions

通知内核强制重读磁盘分区表：

cnetos 6：partx -a [device]

元数据不包括文件名，文件名保存在目录

元数据：inode 

文件使用磁盘有不连续的块，碎片

文件元数据：inode 数据块指针

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

inode

128bytes

block=2^n sector 

符号链接文件：存储数据指针的空间当中存储的是真实文件的访问路径

块和inode比例

需要预留一部分块空间给管理员

如何判断inode和block是否使用，0表示空，1表示使用

bitmap index：位图索引

找一空间，每一位对应block

GDT：快组描述符

元数据区域：

1.inode

2.inode位图

3.block位图

GDT：

stat查看元数据

文件名存放在目录上，与inode一一对应

低级格式化

高级格式化

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

VFS：Virtual File System

linux文件系统：ext2-4,xfs(centos 7 defaults),relserfs,btrfs(测试阶段)

光盘：ISO9660

网络文件系统：nfs，cifs

集群文件系统，gfs2，osfs2

内核级分布式文件系统：ceph

windows的文件系统：vfat，ntfs

伪文件系统：proc，sysfs，tmpfs，hugepagefs

Unix的文件系统：UFS，FFS，JFS

交换文件系统：swap

用户空间得分布式文件系统

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

虚拟内存

32位 4G内存可用

交换分区

创建文件系统工具

mkfs.ext4

检测及修复文件系统的工具

fsck

查看其属性的工具

dumpe2fs,tune2fs

调整文件系统特性

tune2fs

***

journal

降低磁盘碎片

日志区，在处理数据时先放在日志区，

如果遇到特殊情况要修复时，优先修复日志区中的内容

链接：指向同一文件的不同路径

硬链接:指向同一inode的多个路径

1.目录不支持硬链接

2,。不能跨文件系统，各分区inode各自管理，从0开始

3。引用次数增加

4.大小相同

符号链接：指向一个文件的指针指向另一文件路径

1.符号链接与文件时两个单独文件，有各自inode

2.可跨分区

3.文件大小为指向的路径的字符串的字节数

ls -i example.txt

ls -i命令列出整个目录文件，即文件名和inode号码：

　　ls -i /etc

理解了上面这些知识，就能理解目录的权限。目录文件的读权限（r）和写权限（w），都是针对目录文件本身。由于目录文件内只有文件名和inode号码，所以如果只有读权限，只能获取文件名，无法获取其他信息，因为其他信息都储存在inode节点中，而读取inode节点内的信息需要目录文件的执行权限（x）。

先创建分区，再创建文件系统，

内核中有相关的文件系统驱动程序，可使用lsmod查看

lsmod ：查看内核已经加载的驱动程序

文件系统管理工具：由用户控件的应用程序提供

1.

mkfs -t ext2=mkfs.ext2

blkid /dev/sda6

2.

mke2fs ext专用工具

-t ext4 指定要创建的文件系统类型

-b {1024|2048|4096（MAX默认）}指定文件系统的block大小

-L 卷标

-j 创建有日志功能的文件系统的ext3

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

-i #:每多少字节一个inode，bytes-per-inode,

指明inode与字节的比率，即多少字节创建一个inode，

默认为

-N # 直接指明要给此文件系统创建的inode的数量

-O [^]FEATURE :以指定的特性创建目标文件系统,启用某种特性

-m #指定预留空间百分比：5 –>5%s

3.改变卷标

e2label 卷标的查看和设定

e2label /dev/sda8 sb

4.tune2fs 查看修改ext系列文件的某些属性

不可修改：块大小，

修改文件系统属性

-j ext2–>ext3

-L label：修改卷标

-m #：调整预留空间百分比

-O FEATURE 启用或者关闭某种特性

-o [^]mount_options：开启或者关闭某种默认挂载选项

acl

^acl

5.dumpe2fs:显示所有块组信息，类似tune2fs

-d 只显示superblock

6.

fsck命令：用于实现文件系统检测的工具

因进程意外终止或者系统崩溃等原因导致进程非正常终止，可能造成文件损坏

此时要进行离线修复

e2fsck device

-y 对所有问题回答yes

-f 强制检测

fsck.ext4

-a:无需交互修复所有错误

-r 交互式修复

通用命令

7.

blkid

-L label 根据卷名定位分区

-U UUID  

8。

swap文件系统

linux'上的交换分区必须使用独立的文件系统

且文件系统的System ID必须为82

创建swap设备：

mkswap

-L ：指明卷标

-f : 强制

9.

windows无法识别Linux的文件系统，要交叉使用时，

应该使用同时支持的文件系统

10.

根文件系统之外的其他文件爱系统想要能够被访问，都必须通过关联至根文件系统上的某个目录来实现，此关联操作即为挂载：此目录为挂载点

挂载点：用于作为另一个文件系统的访问入口

1.事先存在

2.应该使用未被或不会被其他进程使用到的目录

3.挂载点下原有的文件将不会被隐藏

11.

mount

-r 只读filesystem

-w 读写挂载

-n 默认情况下，设备挂载或卸载的操作会同步更新至/etc/fstab中

-n禁止更新同步

-t vfs ：指明要挂载的设备上的文件系统的类型，多数情况下可省略，

此时mount会通过blkid来判断要挂载的设备的文件系统类型

-L label：挂载时以卷标的方式指明设备

mount -L lable dir

-U UUID 以UUID的方式指明设备

-o options：挂载选项

sync/async 同步/异步操作：

异步：先在内存写完，再写入磁盘

atime/noatime:文件或目录被访问时是否更新其访问时间戳

diratime/nodiratime：目录访问时，是否保存访问时间戳

remount：重新挂载；

acl；支持使用facl功能访问控制列表

1.mount -o acl device dir

2.tune2fs -o acl device

ro 只读

rw 读写

/dev/nodev:此设备上是否允许创建设备文件

exec/noexec 是否允许运行此设备上的程序文件

auto/noauto:自动挂载

/user/nouser:是否用户挂载此文件系统

suid/nosuid:是否允许程序上的suid和sgid特殊权限生效

default：

12。 实现将目录绑定至另一个目录上，作为临时访问入口

    mount –bind 源目录 目标目录

13.查看当前系统所有已挂载的设备

1.mount

 

2.cat /etc/mtab 

 

3.cat /proc/mounts

挂载光盘

mount -r /dev/cdrom  mount_point

挂载U盘：需事先识别U盘的设备文件

mount -r

14.

umount

注意：正在被进程访问的挂载点无法卸载

查看被哪些进程所占用

lsof mount——point

fuser -v mount_point

-km /mnt:踢出正在使用/mnt的用户

终止所有某挂载点的进程

fuser -km

15

挂载本地回环设备

mount -o loop /path/to/some_loop mount_point

16

交换分区

创建交换分区：mkswap

启动禁用

swapon 

-a：定义在/etc/fstab文件中的所有swap设备

swapoff

/etc/fstab

设备除根文件系统以外的其它文件系统能够开机时的挂载

每行定义一个要挂载的文件系统及相关属性

6个字段：

1.要挂载的设备

label

UUID伪文件系统

2.挂载点

swap 类型的设备的挂载点为swap

3.文件系统类型

4.挂载选项

defaults：默认

如果使用多个挂载选项，彼此间以逗号分隔

defaults，acl，noatime，noexec

5.转储频率

0:从不备份

1.每天备份

2.隔天备份

6.自检持续

0:不自检

1.首先自检，通常只能是根文件系统可用

2.次级自检

mount -a：可自动挂载定义在/etc/fstab中的所有支持自动挂载的设备

16

df：disk free

-h 人类可读

-l 本地可读

-i inode的使用状态

du：显示文件大小

-s ：sumary

-h human-readable