磁盘及文件系统管理详解

标签：zl

磁盘管理：

机械式硬盘：

    U盘、光盘、软盘、硬盘、磁带 

MBR：主引导记录（512byte），不属于任何分区

    446byte：BootLoader，程序

    64byte：每16byte标识一个分区（最多只能创建四个主分区，主+扩展<=4，扩展分区只能有一个）

    2byte：Magic Number，标记MBR是否有效

RPM：转/每分钟

iNode条目：存储的是inode号，文件的属主属组（Owner/Group）、扩展属性、权限（Mode）、大小（Size）、时间戳（Timestamps）等各种跟文件数据没有关系的信息，以及直接/间接/多级间接磁盘块指针；但是没有文件名

目录：路径映射表

新建文件：找到空iNode以分配iNode节点，找到磁盘块以填充数据内容

删除文件：清空iNode节点内容，存储块标记为未使用，但数据未删除

剪切文件：修改iNode节点的存放路径（同一分区）

复制文件：创建新文件并填充数据内容

跨分区剪切文件：新分区建立文件→从老分区复制文件→老分区删除文件

inode Bitmap（iNode位图）：标识iNode

block Bitmap（块位图）：位图是为了加快索引

Super Block（超级块）：存储的内容--------有多少块组、每个块组中有多少块、块大小、空闲/引用磁盘块、空闲/引用iNode；可有多个备份

GDT（块组描述符表Group Description Table）：保存的内容---------当前分区上每个块的块组名，每个块组起始磁盘号、结束块的编号；需备份

Boot Block：任何一个分区的第一个块，预留出来，不能存数据

inode Table（iNode表）：存放目录文件与inode号的对应关系

           /                   \

         /                      \

链接文件：

    硬链接：直接指向同一个iNode的具有不同路径的两个文件

        1.只能对文件创建，不能应用于目录

        2.不能跨文件系统

        3.创建硬链接会增加文件被链接的次数（ls -l）

    软链接（符号链接）：链接文件中保存的内容是被链接文件的绝对路径，权限取决于实际被链接文件

        1.可应用于目录

        2.可以跨文件系统

        3.不会增加被链接文件的链接次数

        4.其大小为指定的路径所包含的字符个数

    # ln [-s -v] SRC DEST

# du FILE    （显示目录下每个文件及目录本身的大小）

    -s：显示目录的大小

    -h：单位换算

# df    （显示磁盘分区使用情况）

    -i：iNode使用情况

    -P：磁盘块使用情况

    -h：换算为合适的单位

设备文件：

    块设备：以块为单位，随机访问的设备-----硬盘

    字符设备：以字符为单位的线性设备-----键盘

# ll /dev/sda1：（没有大小）

    brw-rw----. 1 root disk      8,   1 Nov 16 08:57 sda1

    8主设备号：标识设备类型

    1次设备号：标识同一类型中不同设备

创建设备文件：（设备文件需与真实硬件相关联才能正常使用）

    # mknod [OPTION]... NAME TYPE [MAJOR MINOR]

        -m MODE：指定权限

        TYPE：b（块设备）、c（字符设备）

硬盘设备的设备文件名：

    IDE、ATA：/dev/hd[a-d]（第一个IDE口：主/dev/hda+从/dev/hdb，第一个主分区/dev/hda1）

    SATA/SCSI/USB：/dev/sd[a-p]

    软驱：/dev/fd[0-1]

    打印机：/dev/lp[0-15]

    光驱：/dev/cdrom    鼠标：/dev/mouse    磁带机：/dev/st0或/dev/ht0(IDE设备)

        a、b、c...来区别同一种类型下的不同设备

        逻辑分区可以有多个（从5开始），扩展分区只能有一个，主分区最多可以有四个

查看当前系统识别了几块硬盘：

    # fdisk -l [/dev/DEVICENAME]    （列出当前系统上的所有[指定]磁盘及其磁盘分区）

管理磁盘分区：

    低级格式化：创建磁道

    高级格式化：创建文件系统（利用VFS使得Linux可以支持多种文件系统，作翻译官）

        # mkfs.文件类型名称 硬盘分区名称（mkfs -t ext2 = mkfs.ext2）

            文件类型名称：cramfs，ext2/3/4，fat，msdos，xfs，btrfs，minix，vfat            

              ext3（journal file system日志文件系统）：能加快文件系统的修复速度

                分区：数据区、元数据区、日志区

        专门管理ext系列文件：

            # mke2fs

                -j：创建ext3类型文件系统

                -b BLOCK_SIZE：指定块大小，默认为4096，可用取值为1024、2048或4096

                -L LABEL：指定分区卷标

                -m #：指定预留给超级用户的块数百分比

                -i #：用于指定为多少字节的空间创建一个inode，默认为8192；这里给出的数值应为块大小的2^n倍

                -N #：指定iNode个数

                -F：强制创建文件系统

                -E：用户指定额外的文件系统属性

    # blkid 硬盘分区名称    （显示uuid值全局唯一标识符、卷标label和type等相关属性属性，）

    # e2label    （用于查看或定义卷标）

        # e2label 设备文件 卷标    （设定卷标）

    # tune2fs    （调整文件系统的相关属性）

        -j：不损害原有数据，将ext2升级为ext3

        -L LABEL：设定或修改卷标

        -m #：调整预留百分比

        -r #：指定预留块数

        -o：设定默认挂载选项

        -c #：指定挂载次数达到#次之后进行自检，0或-1代表关闭此功能

        -i #：每挂载使用多少天后进行自检，0或-1代表关闭此功能

        -l：显示超级块之后的信息

    # dumpe2fs    （显示文件系统相关信息）

        -h：只显示超级块信息

    # fsck    （检查并修复Linux文件系统）

        -t FSTYPE：指定文件系统类型

        -a：自动修复（不询问）

    # e2fsck    （专用于修复ext2/3文件系统）

        -f：强制检查

        -p：自动修复

    # fdisk /dev/sda    （交互式命令）

        p：显示当前硬件的分区

        n：创建新分区

        d：删除一个分区

        w：保存退出

        q：不保存退出

        t：修改分区类型

        l：显示所支持的所有类型

    # cat /proc/partitions    （判断内核是否读到了新建的分区表信息）

    # partprobe [/dev/sda]   （通知内核重读[指定]分区表）

挂载：将新的文件系统关联至当前根文件系统

卸载：将某文件系统与当前根文件系统的关联关系予以移除

挂载：mount

    # mount    （显示当前系统已经挂载的设备及挂载点）

    # mount [options] [-o options] 设备 挂载点

        -a：表示挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统

        -n：默认情况下，mount命令每挂载一个设备，都会把挂载的设备信息保存至/etc/mtab文件，使用-n选项意味着挂载设备时，不把信息写入此文件

        -t FSTYPE：指定正在挂载设备上的文件系统的类型，不使用此选项时，mount会调用blkid命令获取对应文件系统的类型

        -r：只读挂载，挂载光盘时常用此选项

        -w：读写挂载

        -o：指定额外的挂载选项，也即指定文件系统启用的属性

            remount：重新挂载

            loop：挂载本地回环设备（可用于挂载镜像）

            ro：只读挂载

            rw：读写挂载

        设备：

            设备文件：/dev/sda5

            卷标：LABEL=" "

            UUID：UUID=" "

        挂载点：目录

            要求：

                此目录没有被其他进程使用

                目录得事先存在

                目录中的原有文件将会暂时隐藏

    挂载完成后，要通过挂载点访问对应文件系统上的文件。如光盘镜像不能直接被访问，经过挂载之后可以在挂载点中查看其包含内容       

卸载：umount

    # umount 设备/挂载点

        卸载注意事项：挂载的设备没有进程使用

    # fuser    （验证进程正在使用的文件或套接字文件）

        -v：查看某文件上正在运行的进程

        -k：

        -m：

            # fuser -km MOUNT_POINT    （终止正在访问此挂载点的所有进程）

swap分区（交换分区）：必须是一个独立的分区

    # free    （查看分区使用情况）

        buffers：缓冲（大→缓冲区→小）

        cached：缓存（小→缓存区→大）

    创建交换分区：

        fdisk命令中，t调整分区类型为82

        # mkswap /dev/sda#

            -L LABEL

    挂载交换分区：

        # swapon /dev/sda#    （启用交换分区）

            -a：启用所有的定义在/etc/fstab文件中的交换设备

        # swapoff /dev/sda#    （关闭交换分区）

回环设备：

    loopback：使用软件来模拟实现硬件

        创建一个镜像文件，120G

创建文件的方式模拟存储空间：

dd命令：直接复制底层数据流

    if=input_file：指定数据来源

    of=output_file：指定数据存储目标

   bs=#：设置每个块的大小

    count=#：设置要拷贝块的个数

    conv=ucase：将字母从小写转换成大写

    conv=lcase：将字母从大写转换为小写

    seek=#：创建数据文件时，跳过的空间大小

文件系统的配置文件/etc/fstab：

    OS在初始化时，会自动挂载此文件中定义的每个文件系统

    内容：

      要挂载的设备    挂载点    文件系统类型    挂载选项    转储频率    文件系统检测次序

        转储频率：跟文件系统备份相关，用于定义多久对此文件系统做一次完全备份，0：不备份，1：每天备份，2：每两天一次备份.... 

        文件系统检测次序：只有/为1，其他文件系统可为2，0表示不检查

文件管理---------压缩、解压缩

压缩格式：gz,bz2,xz,zip,z

压缩算法：算法不同，压缩比也会不同

    compress：FILENAME.z

    uncompress：

    gzip：.gz（只能压缩文件，不能压缩目录）

        # gzip /PATH/TO/SOMEFILE    （压缩完成后会删除原文件）

            -d：解压缩

            -#：1-9，指定压缩比，默认是6

        # gunzip /PATH/TO/SOMEFILE.gz    （解压完成后会删除原文件）

        # zcat /PATH/TO/SOMEFILE.gz    （不解压的情况，查看文本文件的内容）

    bzip2：.bz2，比gzip有更大压缩比的压缩工具，使用格式近似（只能压缩文件，不能压缩目录）

        # bzip2 /PATH/TO/SOMEFIE    （压缩完成后会删除原文件）

            -d：解压缩

            -#：1-9，指定压缩比，默认是6

            -k：压缩时保留原文件

        # bunzip2 /PATH/TO/SOMEFILE.bz2    （解压完成后会删除原文件）

        # bzcat /PATH/TO/SOMEFILE.bz2    （不解压的情况，查看文本文件的内容）

    xz：.xz，有更大的压缩比（只能压缩文件，不能压缩目录）

        # xz /PATH/TO/SOMEFILE    （压缩完成后会删除原文件）

            -d：解压缩

            -#：1-9，指定压缩比，默认是6

            -k：压缩时保留原文件

        # unxz /PATH/TO/SOMEFILE.bz2    （解压完成后会删除原文件）

        # xzcat /PATH/TO/SOMEFILE.bz2    （不解压的情况，查看文本文件的内容）

    zip：既归档又压缩的工具

        # zip FILENAME.zip FILE1 FILE2 ...    （压缩后不删除原文件）

        # unzip FILENAME.zip

        archive：归档，归档本身并不意味着压缩

    tar：归档工具（只归档不压缩）

        # tar 

            -c：创建归档文件

            -x：展开归档文件

            -f FILE.tar：操作归档文件名

            -t：不展开归档，直接查看归档了哪些文件

            -z：用Gzip压缩或解压

            -j：用bzip2压缩或解压

            -J：用xz压缩或解压

            -v：显示压缩或解压的过程

            -p：保留原始的权限与属性

            -P：使用绝对路径来压缩

            -C：指定解压到的目录

            --xattrs：归档时，保留文件的扩展属性

    cpio：归档工具

磁盘及文件系统管理详解

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