三．Linux磁盘与文件系统的管理

MBR扇区(512B)

磁盘的分区组成

Boot sector　　　   扇区(用来装引导程序)

Super block　　　  记录inode与Block的信息

Inode 　　　　　　block中存储文件时，会产生文件属性记录(user,group,文件存储在哪个block中)，每个inode记录一个文件(最大128K)(记录一个block消耗4B，最多记录block数为32块)并且消耗128B空间

Block 　　　　　　被分为若干大小为4K的block(划分分区时可以指定其大小)

　　　　　　　　   Block可以分成若干个Block group其中包含(super block，文件系统的描述(Block group的信息)，块对照表/位图(记录block的使用情况)，inode对照表/位图(inode的使用情况)，inode表(文件属性)，block)

Ext2文件系统中不存在日志步骤

Ext3文件系统存储文件的流程

首先系统在inode位图中查看inode中未使用的情况，将文件的属性中存入inode中并且生成日志，然后在block位图中查看哪些block未使用，将文件写入到block中并且生成日志，然后更新block位图与inode位图。

在对文件进行写入时由一个虚拟文件系统VFS来选择采用哪种文件系统进行存储

链接文件

软链接　　　　　　相当于windows下的快捷方式

硬链接　　　　　　复制与硬链接的区别: 复制的文件会生成新的inode，并且会将文件复制到新的block中，硬链接也会产生新的inode，但不会将文件复制到新的block中，而是链接到原先文件的block。硬链接就是一个文件有多个名字，ls –l 中查看的数字，

　　　　　　　　　表示同一个文件有几个名字，即这个文件创建了几个硬链接；由于每一个分区中都有一个inode位图来记录相应分区的block文件属性，所以创建的硬链接不会跨分区，即只能在同一个分区中创建硬链接。

磁盘分区

         一块硬盘，最多只能划分4个主分区(现在可以划分128个)，即主分区+扩展分区 <= 4；一块硬盘包括512字节MBR区(446字节为引导程序，64字节为分区表(标记一个主分区消耗16字节)，2字节为结束符)。如果想划分更多的分区的话，需要划分一个扩展分区，然后在扩展分区中划分若干逻辑分区。

主分区：一块硬盘主分区的分区符为sd[1-4](目前可以划分为128个主分区)，划分分区时是以柱面的形式来划分的，分区的最小组成单位为柱面，一个柱面的大小为8M。

         　 逻辑分区的编号是从5开始的，创建的第一个逻辑分区是从扩展分区的开始处开始的。

              当分区操作完成后，需要更新相应硬盘的分区表，更新之后所划分出的分区是不能直接使用的，需要对其进行格式化操作和挂载操作，挂载的含义为：创建一个文件夹(目录)，该文件夹指向被挂载的分区。

              如果需要查看新分区的各项属性，应该在格式化该分区之后，通过tune2fs命令查看

磁盘检验

当磁盘出现问题后，可以对磁盘进行检查

磁盘挂载与卸载

         要使用分区，必须要将分区挂载；当卸载时，如果出现busy则表明在当前目录有进程正在进行。

         采用mount进行挂载时是临时挂载，重启后，将会卸载。如果需要开机自动挂载，则需要将挂载命令按照相应的格式写入相应的文件中(/etc/fstab)

格式：设备名  挂载点  文件系统  默认权限  是否备份(0表示不做)  是否采用fsck检查

磁盘参数查看修改

cdef称为盘符，12345称为卷标，在磁盘参数中，有一个参数为磁盘分区挂载次数，每挂载一次该次数加1，直到达到最大的挂载次数，系统在重启的时候会强制重启这个次数。

保留的block不会存放数据。

内存交换空间(swap)的构建

         交换分区:计算机内存比较小，当内存不足的时候，在硬盘中划分一部分分区当作模拟内存，即为交换空，windows为虚拟内存

首先对磁盘进行分区操作(fdisk)，更改其系统类型为swap，再更新磁盘分区表(partprobe), 在格式化为交换分区(mkswap)，最后激活该交换分区(swapon)，但是当系统重启之后，该交换分区不会生效，开机生效需要写进/etc/fstab中。

文件系统的特殊查看与操作

在存储文件的时候，如果该文件的大小小于单个block的大小，则该文件还是会占用该block的所有空间，这样对空间的利用就不是很好，容易占用空间。

Gdisk与fdisk都可以对磁盘进行分区操作，不过gdisk主要针对GPT而fdisk主要针对MBR，使用之前需要查看正确的分区表再使用相应的指令，不过可以通过parted对两种分区表进行分区操作。

命令

Filefrag   -v  files        　　 可以查看files文件存储在哪几个block中

dumpe2fs    分区                查看分区的信息

ls  -i   文件                   　    查看file的inode编号

ls  -id  目录                          查看目录的inode编号

df                                         查看已挂载文件系统容量及使用情况

df      -h                                以人类更适合查看的单位显示

df      -T                                查看文件系统类型

du     文件夹                        查看文件夹的大小(同时也会显示文件夹下所有文件的大小)

du     -h                                以人类更适合查看的单位显示

du     -s      文件夹                只显示文件夹的大小

ln     -s      files  sfile        　　创建sfile为文件files的快捷方式，即file为软链接指向files

ln      files  yfile                　    创建yfile为文件files的硬链接

fdisk  -l            硬盘         　　 列出磁盘分区表

fdisk  硬盘                        　　对该硬盘进行分区操作

partprobe         硬盘         　　更新当前硬盘的分区表

partprobe                                更新所有硬盘的分区表

mkfs   -t  文件类型  硬盘分区符      　　　　　　格式化当前分区 = mkfs.文件系统 硬盘分区符

mkfs  -t  文件类型 -b 多少字节 硬盘分区符  　　 表示格式化操作后的block size的设定

fsck           硬盘/分区                 对磁盘或者分区进行检测

fsck  -f  硬盘/分区               　   对磁盘或分区进行强制检查

fsck  -C  硬盘/分区                    可以显示检查的过程

badblocks         硬盘/分区         检查硬盘或分区的坏道

badblocks  -sv 硬盘/分区          检测硬盘或分区的坏道，并且显示出来检测结果

mount  -o  选项  -t  [文件系统]  外部设备  目录                将设备挂载到目录

umount  外部设备                  　　　　　　　　　　　  将分区卸载

umount  挂载点                       　　　　　　　　　　　 将分区卸载

mount                                          　　　　　　　　　    查看当前的挂载

mount  -o  remount.ro  目录             　　　　　　　　   重新挂载挂载在目录的分区(ro: 以只读的方式；rw：可读可写；noexec：没有执行权限)

fuser  -mv  目录                     　　　　　　　　　　　   查看当前目录正在进行的进程    

tune2fs  -I      磁盘分区                            　　　　　　   查看磁盘参数

tune2fs  -L  卷标 磁盘分区                 　　　　　　         将磁盘分区的卷标改为[卷标]

e2label  磁盘分区                                      　　　　　　  查看磁盘分区的卷标

e2label     磁盘分区  卷标                       　　　　　　     更改磁盘分区的卷标为[卷标]

mount  -o loop  xxx.iso   目录           　　　　　　　　    将镜像挂载到目录下

partprobe         磁盘                                  　　　　　      更新磁盘分区表

mkswap   磁盘分区                                     　　　　        将文件系统类型为swap的分区格式化交换空间分区

swapon    磁盘交换空间分区                   　　　　　　    激活该交换空间分区

swapoff    磁盘交换空间分区                   　　　　　　    关闭改交换空间分区

mount   LEABLE=yy  目录                     　　　　　　      将卷标为yy的分区挂载到目录下

光盘的文件系统为iso9660，挂载iso镜像时需要加上loop(以上操作为开机挂载/etc/fstab)

ll  -sh                                                                查看目录文件消耗的实际block数量*block大小的值

lsblk                                                                  查看当前系统的磁盘分区情况

blkid  磁盘                                                        显示磁盘的分区表类型(GPT或MBR(msdos))

blkid     磁盘分区                                              显示磁盘分区的UUID以及文件系统类型