Linux学习之四——磁盘与文件系统管理

一、一些基本定义

1. 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；
2. inode：记录档案的属性，一个档案占用一个inode，同时记录此档案的数据所在的block 号码；
3. block：实际记录档案的内容，若档案太大时，会占用多个 block 。

二、Linux支持的文件系统

1. 查看Linux 支持的文件系统有哪些：

ls -l /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs

2. 查看系统目前已加载到内存中支持的文件系统：

cat /proc/filesystems

Linux VFS (Virtual Filesystem Switch)来帮我们管理怎么去访问不同的文件系统

三、Ext2文件系统介绍

1. block的特点

1) block 的大小与数量在格式化完就不能够再改动了(除非重新格式化)，一般为1K,2K或4K,其大小决定了最大单一档案的大小和最大文件系统总容量；

Block 大小           1KB     2KB  4KB

最大单一档案限制 16GB 256GB  2TB

最大文件系统总容量 2TB    8TB 16TB
2) 每个 block 内最多只能够放置一个档案的数据；
3) 如果档案大于 block 的大小，则一个档案会占用多个 block 数量；
4) 若档案小于block ，则该 block 的剩余容量就不能够再被使用了(磁盘空间会浪费)。

2. inode的特点

1) 每个 inode 大小均固定为 128 bytes；
2) 每个档案都仅会占用一个 inode 而已；
3) 文件系统能够建立的档案数量与 inode 的数量有关；
4) 系统读档案时需要先找到 inode，并分析 inode 所记录的权限与用户是否符合，若符合才能够开始实际读 block 的内容。

5) inode 记录 block 号码的区域定义为12个直接，一个间接, 一个双间接与一个三间接记录区。

四、文件系统的相关操作

1. df：列出文件系统的整体磁盘使用量

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

2. du：评估文件系统的磁盘使用量

du [-ahskm] 档案或目录名称

选项与参数：

-a ：列出所有的档案与目录容量，因为默认仅统计目录底下的档案量而已。

-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。du 默认会将所有档案的大小均列出，因此假设你在 /etc 底下使用 du 时， 所有的档案大小，包括 /etc 底下的次目录容量也会被计算一次。然后最终的容量 (/etc) 也会加总一次， 所以，如果想要列出某目录下的全部数据， 也可以加上 -S 的选顷，减少次目录的加总喔！

-k ：以 KBytes 列出容量显示；

-m ：以 MBytes 列出容量显示；

3. ln建立档案链接

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建立！

新建目录时link数量一般为2，而上层目录的 link 数则会增加 1，比如/tmp/test有/tmp/test与/tmp/test/.两个link，而对上层目录来说，增加了link/tmp/test/..

4. fdisk 磁盘分区(分区2TB以上用parted)

fdisk -l查看当前磁盘分区信息

fdisk 磁盘： 进入磁盘分区管理系统

5. mkfs 磁盘格式化

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)

6. mke2fs 更细化的磁盘格式化

选项与参数：

-b ：可以设定每个 block 的大小，目前支持 1024, 2048, 4096 bytes 三种；

-i ： inode的大小

-c ：检查磁盘错误，仅下达一次 -c 时，会进行快速读写测试； 如果下达两次 -c -c 的话，会测试读写(read-write)，会很慢～

-L ：后面可以接标头名称 (Label)

-j ：本来 mke2fs 是 EXT2 ，加上 -j 后，会加入 journal 而成为 EXT3。

7. fsck 来检验文件系统是否出错

8. badblocks 检查硬盘或软盘扇区有没有坏轨

9. mount，unmount磁盘挂载与卸除

注意：

1) 单一文件系统不应该被重复挂载在不同的挂载点(目录)中；
2) 单一目录不应该重复挂载多个文件系统；
3) 要作为挂载点的目录，理论上应该都是空目录。如果非空，则挂载后原有的文件将被隐藏起来。

10. mknod 修改文件系统的信息，如主要装置代码，次要装置代码等

11. e2label 修改文件系统标头

12. tune2fs 修改文件系统为ext2,ext3,ext4等

13. hdparm 硬盘为IDE接口时设置一些参数

14. 可以用mkswap来将大文件建立为swap文件，并用swapon, swapoff 开启或关闭swap file来实现虚拟内存。

小技巧，可以用dd if=/dev/zero of=/tmp/swap bs=1M count=128来建立大文件。