设备类别：
块(block)：随机访问，数据交换单位为“块”
字符(character)：线性，数据交换单位为字符
设备文件：FHS(LSB)
/dev/: 设备 #[主设备号]，#[次设备号]
设备文件，关联至设备的驱动程序
设备号：
major：主设备号，区别设备类别，用于标明所需驱动程序
minor：次设备号，用于表示同一种类别的不同设备号
mknod命令：
mknod[OPTION]... NAME TYPE [MAJOR MINOR]
-m, --mode=MODE设置r，w，x权限
例 mknod ./testdev c 100 1
c：字符设备 100：主设备号 1：次设备号
磁盘设备文件：
每一种接口决定了一种线缆的使用方式，和一种传输协议。
IDE接口（ATA）：并行, 133MB/s
两个IDE控制器：每个控制器可通过线缆接入两块磁盘，一主一从；
/dev/hd[a-z][#] 例/dev/hda1
/dev/hda,/dev/hdb,
/dev/hdc,/dev/hdd
SCSI接口: 并行，Small Computer System Interface
例如：UltraSCSI 320,320MB/s
SATA接口：串行，SerialATA,
例如：SATA3接口：6Gpbs
USB接口：串行
SAS接口：SCSI的串行接口
设备文件：/dev/sd[a-z][#]
[a-z]：标记设备
[#]：磁盘分区
磁盘的组成：
磁盘主要是由盘片、机械手臂、磁头和主轴马达，而数据的写入其实是在盘片上的。盘片上又可以细分出扇区与柱面两种单位，512bytes组成一个扇区。
整块磁盘的第一扇区记录着MBR(master bootrecord 512bytes)只能引导单块硬盘小于2T的硬盘，大于2T的用GPT：
446bytes:主引导分区，BootLoader，一个程序，启动操作系统
64bytes:分区表，记录整块硬盘的分区状态，16bytes标示一个分区，所以一个计算机只能有4个主分区[4个主分区：3主，1扩展-->n逻辑分区]
2bytes:用来标示MBR是否有效
分区标识方式：
主分区[p]或扩展分区[e]：1-4
逻辑分区：5+
fdisk命令：
1、查看已经识别的磁盘设备：
fdisk -l /dev/[hs]d[a-z]
fdisk -l
2、管理分区
fdisk DEVICE
fdisk提供了一个交互式接口来管理分区，它有许多子命令，分别用于不同的管理功能；所有的操作均在内存中完成，没有直接同步到磁盘；
常用命令：
p: 显示现有分区表；
n: 创建新分区
d: 删除现有分区
t: 修改分区ID
l: 查看支持哪些分区ID
w: 保存退出
q: 不保存退出
m: 显示帮助信息
查看内核是否已经识别新建分区：
# cat /proc/partitions
通知内核强制重读分区表[对于一个已经存在的磁盘，在上面创建分区，内核是不会直接识别的]：
CentOS 5: partprobe /dev/DEVICE
CentOS 6: partx, kpartx
partx -a /dev/DEVICE
例：partx -a /dev/sda
kpartx -af /dev/DEVICE
例：kpartx -af /dev/sda
注意：成功读取分区，可能需要命令重复执行2次或以上；
文件系统：
一个可被挂载的数据为一个文件系统而不是一个分区
文件系统通常会将这两部分的数据分别存放在不同的块，权限和属性放置到inode中，实际参数放在data bolck中。另外，还有一个superbolck，会记录整个文件系统的整体信息，包括inode与block的总量、使用量、剩余量等。
super block：记录此文件系统的整体信息，包括inode/block的总量、使用量、剩余量，以及文件系统的格式与相关信息；
inode：记录文件的属性，一个文件占用一个inode，同时记录此文件的数据所在的block；
block：实际记录文件的内容，若文件太大是，会占用多个block
注意：文件系统一开始就将inode与block规划好了除非重新格式化(或者用resize2fs等命令更改文件系统大小)，否则inode与block是固定不变的
文件系统最前面有一个启动扇区(boot sector)，这个启动扇区可以安装引导转载程序
一个块组的6个主要内容：
data block：1. 在ext文件系统中所支持的block大小有1KB，2KB，4KB三种；
2. 每个block内最多只能放置一个文件的数据；若文件大于block的大小，则文件会占用多个block数量;若文件小于block的大小，则该block的剩余空间就不能再被使用了(磁盘空间会浪费)；
3. 原则上，block的大小和数量在格式化完就不能够在改变了；
inodetable(inode表格): 1.该文件的访问格式(r,w,x)
2.该文件的属主属组
3. 该文件的大小
4. 该文件创建或状态改变的时间(ctime)
5. 该文件最近一次读取时间(atime)
6. 该文件最近一次修改时间(mtime)
7. 定义文件特性的标志(flag)，例SUID等
8. 该文件真正内容的指向
inode的特点：
1. 每个inode大小均固定为128bytes
2. 每个文件都只会占用一个inode，所以文件系统上能创建的文件个数与inode的数量有关
3. 系统读取文件是需要先找到inode，并分析inode所记录的权限和用户是否符合，若符合才能开始实际读取block的内容
4. 一个inode只有12个直接、一个间接、一个双间接与一个三间接记录区
5.inode不记录文件名，文件名的记录在目录block中
super block: 是记录整个文件系统相关信息
1.block和indoe的总量
2.未使用与已使用的inode和block数量
3. block与inode的大小(block为1K，2K，4K，inode为128bytes)
4. 文件系统的挂载时间、最近一次写入数据的时间、最近一次检测磁盘(fsck)的时间等文件系统的相关信息
4. 一个validbit数值，若此文件系统已被挂载，则valid bit为0，反之为1
5. 一般super block的大小为1024bytes
6. 每个block group都有可能含有super block。第一个block group是会含有super block，但后续的block group也有可能含有super block，主要是用于作为第一个blockgroup的备份
block bitmap(块位图): 可以知道哪些block是空的
inode bitmap(inode位图): 可以知道哪些inode是未使用的，哪些是使用的
查找/var/logs/messages的过程：
1.根的inode --> 根目录对应的磁盘块 --> var对应的inode编号 --> 查inode table, 找到编号对应的inode --> var目录的磁盘块 -->logs 的inode编号--> 查inode table, 找到logs目录的inode --> logs目录的磁盘块 --> 找到messages文件名对应的inode编号 -->查inode表，找到messages的inode编号对应的inode --> messages的磁盘块
2.先查/ inode-> /目录block中对应的var的inode->根据查到的/var inode去查/var/目录 block中对应的logs inode->根据查到的/var/logs的inode去查 /var/logs目录block中messagesinode->根据查到的messages inode去查block发现时文件->读取数据[中间省略了inode的权限判断]
可以归纳为inode->block->inode->block->…->block读取数据
目录：
创建一个目录时，文件系统会分配一个inode和至少一个block给该目录。其中inode记录该目录的相关权限与属性，并记录分配到的block的号码；而block则是记录在这个目录下的文件名和该文件名对应的inode。
链接文件：访问同一个文件数据不同路径
硬链接：不同目录的两个文件路径指向了同一个inode；
创建方法：
# cp -l SRC DEST
# ln SRC DEST
特性：
(1) 目录不支持硬链接；
(2) 硬链接不能跨文件系统；
(3)硬链接文件与原文件是指向同一个inode，创建硬链接文件会增加inode的引用计数；
使用hard line设置连接文件时，磁盘的空间与inode的数目都不会改变，只是在某个目录下的block多写了一个关联数据。
符号链接：链接文件是一个完全独立的新文件，但其指向了原文件的文件路径；
特性：
(1) 符号链接文件与原文件是两个各自独立文件；
(2) 目录可以创建符号链接；
(3) 可以跨文件系统；
(4) 删除链接不影响原文件；但删除原文件，符号链接指向的文件路径将不复存在，因此，此时链接文件将变成失效的链接；
其大小并非真正原文件大小，而是指向的原文件的文件路径字符串所包含的字节数；
创建方法：
ln -s SRC DEST
VFS: Virtual FileSystem虚拟文件系统
整个Linux的系统都是通过VFS的内核功能去读取文件
Linux文件系统：ext2,ext3, ext4, reiserfs, xfs, btrfs
光驱：iso9660
网络文件系统：nfs, cifs
集群文件系统：gfs2, ocfs2
分布式文件系统：ceph
windows文件系统：ntfs,vfat
伪文件系统: tmpfs, hugepagefs, proc, sysfs
Unix的文件系统：FFS,UFS, JFS
交换文件系统：swap
日志型文件系统[ext3,ext4]和非日志型文件系统[ext2]的区别：
日志型写入步骤：1.预备，当系统要写入文件时，会先在日志记录块中记录某个文件准备要写入的信息
2.实际写入，开始写入文件的权限和步骤；开始更新meta data[中间数据]的数据
3. 结束，完成数据与metadata的更新后，在日志记录块中完成该文件的记录
非日志写入步骤：1. 先确定用户对于欲添加文件的目录是否有w和x权限，若有的话才能添加
2.根据inode bitmap 找到没有使用的inode号码，并将新文件的权限/属性写入
3.根据block bitmap 找到没有使用的block号码，并将实际数据写入block中，且更新inode的block指向数据
4.将刚才写入的inode与block数据同步更新inode bitmap与block bitmap，并更新superblock的内容
当中途断电等因素导致系统中断时，会出现数据的不一致状态，这时非日志文件系统需要进行一致性检查，很费时间。而日志文件系统，只需要去检查日志记录块就可以知道那个文件发生了问题，不必去针对整块文件系统去检查。
创建ext系列文件系统命令：mke2fs
mke2fs [OPTION]... /dev/DEVICE
-t {ext2|ext3|ext4}：指明要创建的文件系统类型
mkfs-t ext4 = mkfs.ext4 = mke2fs -t ext4
-b {1024|2048|4096}：其上限由page frame决定
-L LABEL：指定要使用的卷标[使用时，LABEL=‘MYLABELNAME‘]
-j: 相当于使用-text3
mkfs.ext3= mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3
-i #: 指明inode与字节的比率[不加% ]，；即，每多少字节给创建一个inode；
-N #: 直接指明给此文件系统创建多少个inode
-m #：指定预留空间的百分比[只有root能用，不用%]；默认为5；
-O [^]FEATURE：可以用来指明这个文件系统额外可以具有的属性，具体可以查看man手册
例：-o has_journa 启用日志属性
-o ^has_journa 不启用日志属性
创建文件系统
mkfs.ext2, mkfs.ext3, mkfs.xfs ...
e2label: 调整卷标
查看：e2label /dev/DEVICE
设定卷标：e2label /dev/DEVICE LABEL
tune2fs：查看或修改ext系列文件系统的某些属性
查看超级块中的数据信息：如UUID:全局惟一标识符
tune2fs-l /dev/DEVICE
例 tune2fs -l /dev/sda5
修改指定文件系统的属性：
-j:ext2 --> ext3
-L LABEL: 修改卷标；
-m #: 调整预留空间的百分比；
-O [^]FEATURE: 开启或关闭某种特性
-o [^]mount_options: 开启或关闭某种默认挂载选项
-o acl开启acl
-o ^acl关闭acl
dumpe2fs命令：显示ext系列文件系统属性信息
dumpe2fs[-h] /dev/DEVICE
例dumpe2fs -h/dev/sda5
blickid命令：可以查看文件类型
文件系统检测：
因进程意外中止或系统崩溃等原因导致写入操作非正常终止时，可能会导致文件损坏；此时，应该修改修复文件系统；
注意：应该离线进行[文件系统不应该处于挂载状态，先卸载]
检测文件系统
fsck.ext2, fsck.ext3, fsck.ext4, fsck.xfs ...
fsck:文件系统检查命令
-tFSTYPE
fsck-t FSTYPE = fsck.FSTYPE
例fsck -t ext4 修复即删除不一致文件
-a：自动修复所有错误[慎用]
-r: 交互式修复错误
ext系列文件系统的专用工具：
e2fsck
-y: 对所有问题自动回复为yes;
-f: 即使文件系统处于clean状态，也要强制进行检测；
Windows无法识别Linux上专用的文件系统，因此，有存储设备需要两种系统之间交叉使用时，应该使用windows支持的文件系统：
#mkfs -t vfat /dev/DEVICE
swap文件系统：
Linux上交换空间必须使用独立的磁盘分区；
fdisk/dev/DEVICE
t命令调整其ID为82;
创建交换分区文件系统：mkswap命令
mkswap [-L LABEL] /dev/DEVICE
free命令：显示当前系统内存的空闲和使用状况，即查看内存使用状况
-m以MB为单位
-g 以G为单位
启动交换分区：
swapon [OPTION] [DEVICE]
-a: 启用/etc/fstab文件中定义的所有交换分区
例 swapon /dev/sda6[注意sda6是事先fdisk为swap的]
禁用交换分区：
swapoffDEVICE
例 swapoff /dev/sda6
挂载：
注意：1.在Linux系统上，所有的文件系统必须通过根文件系统的某个分支来访问；
2.单一文件系统不应该被重复挂载在不同的挂载点(目录)中
3.单一目录不应重复挂载多个文件系统
4.作为挂载点的目录理论上应该都是空白目录，不然原来目录下的文件会被隐藏
根文件系统：根是一切文件系统的访问入口，根关联到的分区，有一定的要求：FHS
除了根，其余所有的其它文件系统如果想要被访问，都只能够通过“关联”至根文件系统上的某个目录来实现；这种操作即所谓的“挂载”，也即mount；相反动作，即卸载，命令为umount
挂载点：mount_point，即用于作为另一个文件系统访问入口的目录；
mount命令：
mountDEVICE MOUNT_POINT
挂载点
1、事先存在；
2、应该使用别的进程未使用的目录；
3、挂载点下原有的文件将被隐藏；
mount：将显示当前系统已经挂载的所有文件系统的相关信息；
mount[OPTION]... [-t FSTYPE] [-o OPTION] [DEVICE] MOUNT_POINT
命令选项：
-r: 只读挂载
-w: read and write，读写挂载
-t FSTYPE: 被挂载的设备上的文件系统类型；可省略，此时mount会自动使用blkid命令来判断之；
-L LABEL: 以卷标的方式指定要挂载的设备，因此，此时DEVICE必须省；
-U UUID：以UUID的方式指定要挂载的设备，因此，此时DEVICE必须省；
-a: 自动挂载所有的支持自动挂载的设备（/etc/fstab文件中定义的支持自动挂载的设备）；
-n: 默认情况下，设备挂载与否的改变结果会被保存于/etc/mtab中一份；-n选项用于变动时不更新此文件
示例：
#mount -U dea669ee-e769-46d9-86a8-88925a10278b /data/mydata
-o OPTION，挂载选项[多个时用，隔开 例: -o noatime,exce,acl]：
async：异步写入
sync：同步写入，即使用同步I/O；
atime/noatime：文件或目录在被访问时是否更新其访问时间戳；
diratime/nodiratime：目录在文中时是否更新其访问时间戳；
auto/noauto：设备是否支持mount命令使用-a选项时自动挂载；
dev/nodev：此设备上是否创建设备文件；
exec/noexec：是否允许执行此文件系统上的程序文件；
suid/nosuid：是否支持此设备上的文件上使用suid权限；
remount: 重新挂载；
acl: 支持使用facl；
#mount -o acl
# tune2fs -o acl /dev/DEVICE：打开acl为默认挂载选项；
ro: 只读
rw: 读写
user/nouser: 是否允许普通挂载此文件系统
所有挂载选项均未指明时，其默认为：
defaults
Usedefault options: rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async, and relatime.
另外一个使用技巧：
将某目录绑定至指定目录下，作为临时访问入口；
mount--bind 源目录 目标目录
查看所有已经挂载设备的方法：
#mount
#cat /etc/mtab
#cat /proc/mounts
umount命令：
umount DEVICE
umount MOUNT_POINT
例：umount /dev/sda5
umount /data/mydata
注意：正在被某进程访问的设备是不可以被卸载的；查看被什么进程所占用：
#lsof MOUNT_POINT
#fuser -v MOUNT_POINT
# fuser -km MOUNT_POINT: 终止正访问挂载点的进程；
df命令：列出文件系统的整体磁盘使用量
df[OPTION]... [FILE]...
-l: 仅显示本地文件系统的相关系统；
-h: 单位换算；
-i: 显示inode的使用情况而非磁盘块的；
-T：连同该分区文件系统的名称(例ext4)也列出
du命令：评估文件系统的磁盘使用量(常用于评估文件、目录所占容量)
du 文件或目录名
-s: 统计整个目录及内部所有文件总体大小；
-h:human-readable
du -sh /* 查看/下目录的大小
文件系统相关的配置文件: /etc/fstab
定义开机可自动挂载的文件系统，每行一个：
6个字段：
(1) 挂载的设备：
设备文件
LABEL
UUID
伪文件系统：如sysfs, proc, tmpfs等
(2) 挂载点
swap的挂载点仍为swap
(3) 文件系统类型
(4) 挂载选项
defaults表示使用默认挂载选项；
多个挂载选项间使用逗号分隔；如defaults,acl,noatime
(5) 转储频率[多久备份一次]，只有一下三种，一般不备份：
0：从不备份
1: 每天备份
2: 每隔一天备份
(6) 自检次序[大多不自检，可以开机手动自检,mount命令]
0：不自检
1：首先自检，通常只有根文件系统可首先自检
2：次级自检，
...
mount -a 会自动读取/etc/fstab文件，并自动挂载
例：开机挂载/dev/sda5到/data/mydata并开启acl，禁止程序自动运行，且不更新文件的访问时间戳
原文地址：http://xxlixin1993.blog.51cto.com/9498220/1630041
