Linux学习笔记（三）Linux磁盘与文件系统管理

http://vbird.dic.ksu.edu.tw/linux_basic/linux_basic.php

1.目前Linux主要使用的文件系统为Ext4/Ext3,该文件系统内的信息主要有：

a.superblock:记录此filesystem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等。

b.inode:记录文件的属性，一个文件占用一个inode，同时记录此文件所在的block号码；

c.block:世纪记录文件的内容，若文件太大时，会占用多个block。

2.索引式文件系统（indexed allocation）与FAT文件系统对比：

                                       

inode/block 数据存取示意图                                                                                                                                                FAT文件系统数据存取示意图

在索引式文件系统下，操作系统可以通过inode直接获取到四个block的位置，故而可以排列磁盘的阅读顺序，

而在FAT文件系统中只能依次的读取完一个block后才能下一个block的位置，当block过于分散时读取效率会大大降低，因此需要“磁盘整理”。

3.inode(128bytes),里面有12个直接指向block号码的对照，这12笔记录可以直接取得block号码，也可以再拿一个block来记录block号码，如果文件太大时，就会使用间接的block来记录编号。如果文间持续增大，则会使用二层间接和三层间接。故文件系统支持的最大文件大小为（1.block=1k的情况下，2.每笔block号码的记录会花去4bytes）：12*1K+256*1K+256*256*1K+256*256*256*1K=16G.

4.日志文件系统（Journaling filesystem）

一般来说，我们将 inode table 与 data block 称为数据存放区域，至于其他例如 superblock、block bitmap 与 inode bitmap 等区段就被称为 metadata (中介数据) 啰，因为superblock, inode bitmap 及 block bitmap的数据是经常变动的，每次新增、移除、编辑时都可能会影响到这三个部分的数据，因此被称为中介数据。

a.预备：当系统要开始写入一个文件时，会先在日志记录区块中记录某个文件准备要写入的信息。

b,实际写入：开始写入文件的权限和数据；开始升级metadata的数据；

c.结束；完成数据和metadata的升级后，在日志记录区块中完成文件的记录。

在日志文件系统中不需要每次去对比真实的数据，只需要检查日志即可处理文件系统不一致的问题。

5.df主要查询superblock的内容，故而速度很快

[root@www ~]# df [-ahikHTm] [目录或文件名]选项与参数：-a  ：列出所有的文件系统，包括系统特有的 /proc 等文件系统；-k  ：以 KBytes 的容量显示各文件系统；-m  ：以 MBytes 的容量显示各文件系统；-h  ：以人们较易阅读的 GBytes, MBytes, KBytes 等格式自行显示；-H  ：以 M=1000K 取代 M=1024K 的进位方式；-T  ：连同该 partition 的 filesystem 名称 (例如 ext3) 也列出；-i  ：不用硬盘容量，而以 inode 的数量来显示

6.du会直接到文件系统内去搜寻所有的文件数据，速度较慢

[root@www ~]# du [-ahskm] 文件或目录名称选项与参数：-a  ：列出所有的文件与目录容量，因为默认仅统计目录底下的文件量而已。-h  ：以人们较易读的容量格式 (G/M) 显示；-s  ：列出总量而已，而不列出每个各别的目录占用容量；-S  ：不包括子目录下的总计，与 -s 有点差别。-k  ：以 KBytes 列出容量显示；-m  ：以 MBytes 列出容量显示；

7.ln,硬链接与软链接

• 每个文件都会占用一个 inode ，文件内容由 inode 的记录来指向；
• 想要读取该文件，必须要经过目录记录的文件名来指向到正确的 inode 号码才能读取。

硬链接：添加一个文档名指向同一个inode，一般来说，使用 hard link 配置链接文件时，磁盘的空间与 inode 的数目都不会改变！我们还是由上图来看，由图中可以知道， hard link 只是在某个目录下的 block 多写入一个关连数据而已，既不会添加 inode 也不会耗用 block 数量。

因为硬链接最后是多个文档名指向同一个inode，故而只能在同一个文件系统之内才能链接。且不能链接目录。

软链接：类似与windows下的快捷方式，原文件删除则链接无效。

[root@www ~]# ln [-sf] 来源文件 目标文件选项与参数：-s  ：如果不加任何参数就进行连结，那就是hard link，至于 -s 就是symbolic link-f  ：如果 目标文件 存在时，就主动的将目标文件直接移除后再创建！

8.磁盘的分割、格式化及挂载

磁盘分区： fdisk

[root@www ~]# fdisk [-l] 装置名称选项与参数：-l  ：输出后面接的装置所有的 partition 内容。若仅有 fdisk -l 时，      则系统将会把整个系统内能够搜寻到的装置的 partition 均列出来。

磁盘格式化：mkfs

[root@www ~]# mkfs [-t 文件系统格式] 装置文件名选项与参数：-t  ：可以接文件系统格式，例如 ext3, ext2, vfat 等(系统有支持才会生效)

挂在/卸载：mount/umount

[root@www ~]# mount -a[root@www ~]# mount [-l][root@www ~]# mount [-t 文件系统] [-L Label名] [-o 额外选项] \ [-n]  装置文件名  挂载点选项与参数：-a  ：依照配置文件 /etc/fstab 的数据将所有未挂载的磁盘都挂载上来-l  ：单纯的输入 mount 会显示目前挂载的信息。加上 -l 可增列 Label 名称！-t  ：与 mkfs 的选项非常类似的，可以加上文件系统种类来指定欲挂载的类型。      常见的 Linux 支持类型有：ext2, ext3, vfat, reiserfs, iso9660(光盘格式),      nfs, cifs, smbfs(此三种为网络文件系统类型)-n  ：在默认的情况下，系统会将实际挂载的情况实时写入 /etc/mtab 中，以利其他程序      的运行。但在某些情况下(例如单人维护模式)为了避免问题，会刻意不写入。      此时就得要使用这个 -n 的选项了。-L  ：系统除了利用装置文件名 (例如 /dev/hdc6) 之外，还可以利用文件系统的标头名称      (Label)来进行挂载。最好为你的文件系统取一个独一无二的名称吧！-o  ：后面可以接一些挂载时额外加上的参数！比方说账号、密码、读写权限等：      ro, rw:       挂载文件系统成为只读(ro) 或可擦写(rw)      async, sync:  此文件系统是否使用同步写入 (sync) 或异步 (async) 的                    内存机制，请参考文件系统运行方式。默认为 async。      auto, noauto: 允许此 partition 被以 mount -a 自动挂载(auto)      dev, nodev:   是否允许此 partition 上，可创建装置文件？ dev 为可允许      suid, nosuid: 是否允许此 partition 含有 suid/sgid 的文件格式？      exec, noexec: 是否允许此 partition 上拥有可运行 binary 文件？      user, nouser: 是否允许此 partition 让任何使用者运行 mount ？一般来说，                    mount 仅有 root 可以进行，但下达 user 参数，则可让                    一般 user 也能够对此 partition 进行 mount 。      defaults:     默认值为：rw, suid, dev, exec, auto, nouser, and async      remount:      重新挂载，这在系统出错，或重新升级参数时，很有用！

[root@www ~]# umount [-fn] 装置文件名或挂载点选项与参数：-f ：强制卸除！可用在类似网络文件系统 (NFS) 无法读取到的情况下；-n ：不升级 /etc/mtab 情况下卸除。