linux磁盘管理及文件系统介绍

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MBR，是硬盘的主引导记录，处于0磁道0扇区，共有512字节，其中前446字节为BootLoader，用于引导系统启动，紧接的64字节用于标识分区，每16字节标识一个分区，故一个硬盘最多有4个主分区，若想使用更多的分区，可创建3个主分区，再创建一个扩展分区，然后在扩展分区上创建逻辑分区；最后的2个字节用于标识MBR是否有效。

    MBR对于磁盘非常重要，可使用下面命令对MBR进行备份：

          dd if =/dev/sda of=/mbrbackup bs=512 count=1
     当MBR损坏时，可用下面命令进行修复：
       dd if=/mbrbackup of=/dev/sda bs=512 count=1
    若要删除磁盘上的所有分区，可使用下面命令：
       dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1

磁盘类型

   常见磁盘类型有IDE、SATA、SCSI、USB等

       linux中IDE用hd表示；SATA、SCSI、USB用sd表示；
       hda、hdb、hdc....表示同种类型下的不同设备
       hda1、hda2、hda3.....表示同一磁盘的不同分区
    linux中连接磁盘后，在/dev目录下以文件方式表示。

linux的EXT2文件系统

ext2，是一种文件索引式文件系统，其分区格式可简单图解如下

      

  操作系统的文件数据除了文件实际内容外， 通常含有非常多的属性，例如 Linux 操作系统的文件权限(rwx)与文件属性(拥有者、群组、时间参数等)。 文件系统通常会将这两部份的数据分别存放在不同的区块，权限与属性放置到 inode 中，至于实际数据则放置到 data block 区块中。每个block和inode都有对应编号，每个文件占用若干个data block和一个inode，如此，inode记录了文件数据的存放点。系统读取文件时先找到 inode，并分析 inode 所记录的权限与用户是否符合，若符合，即读取inode指向的block的内容

superblock：记录文件系统整体信息，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，一般来说， superblock 的大小为 1024bytes。
inode table：存放有inode号和文件属主、属组、时间戳等文件属性信息
block bitmap：标识分区中哪些block已用，哪些block还未被使用
inode bitmap：记录使用与未使用的 inode 号码
实际上，为了方便inode和block的管理，ext2 文件系统在格式化的时候基本上是区分为多个区块群组 (block group) 的，每个区块群组都有独立的 inode/block/superblock 系统，如下图

  注意事项：
     ① inode固定大小为128bytes，记录一个block要花掉4bytes；block大小可以有1024/2048/4096bytes；当文件太大时，inode会使用间接的block来记录编号，如下图

   

      ② 每个block只能存放一个文件的数据，故如果系统上的文件较小，而格式化时blocksize选4096bytes时会造成磁盘空间的浪费

硬链接：两个路径指向同一个inode，其中一个文件删除后，另一个文件仍可访问该数据
软链接（符号链接）：一个文件包含了另一个文件的路径名，即一个文件的文件路径指向的inode指向               了另外一个文件的路径
      创建链接：
    ln 源 目的   #表示创建硬链接
       -s：      #创建软链接

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使用一个新磁盘的步骤：
       1、为磁盘创建分区
     2、格式化分区（即为分区创建文件系统）
     3、挂载使用
相关命令：
  分区管理
    fdisk -l :查看系统识别的硬盘   
   fdisk /dev/sda    管理磁盘分区   
     回车后可选选项：
        p：显示当前硬盘的分区，包括没保存的改动
        n：创建新分区   
        e：创建扩展分区   
        p：创建主分区
        d：删除一个分区
        t：修改分区类型
          L：显示所支持的所有类型
        w：保存退出
        q：不保存退出
        l：显示所支持的所有分区类型

•      若创建了扩展分区，如创建了扩展分区/dev/sda4，应执行fdisk /dev/sda4，继续创建逻辑分区
  
•        创建分区后，使用命令partprobe或partx使内核重读分区表，使之识别新创建的分区；             partprobe /dev/sda表示只重读sda一个磁盘的分区表；
          cat/proc/partitions可查看内核识别了哪些分区；
  
•        若要创建swap分区，应修改分区类型为82；若创建LVM，应修改分区类型为8e；若创建RAID分区，应修改为fd
  
  
  
  

  文件系统管理
       cat /proc/filesystems：查看内核支持的文件系统类型
   创建文件系统：mkfs  -t 文件系统类型  指定分区
           专门管理ext系列文件：
     mke2fs 指定分区        （不加选项表示创建ext2）
      -j：创建ext3
      -b block_size:指定块大小，默认为4096，可用取值为1024、2048、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 #:指定#个字节为创建一个inode；默认为8192；所给的数值#应该为块大小的2^n
         倍
      -N #:指定inode个数
      -F： 强制创建文件系统
      -E： 用于指定额外的文件系统属性
     blkid 指定分区：查看指定分区的相关属性（主要有UUID、TABLE和TYPE）
      e2lable：用于查看或定义卷标
        e2lable 设备文件卷标：设定卷标

   dumpe2fs：显示文件系统属性信息

         -h：只显示超级块中的信息

                     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 LABLE: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#次后进行自检；0或-1表示关闭此功能
       -i #：指定每挂载#天后进行自检；0或-1表示关闭此功能
       -l：显示超级块中的信息
     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

   e2fsck：专用于修复ext2/ext3文件系统

       -f：强制检查

       -p：自动修复

   创建交换分区：（在此之前，应先调整分区类型为82）
     mkswap 指定分区
       -L LABLE :指定卷标

挂载管理

挂载：将新的文件系统关联至当前跟文件系统

   卸载：将某文件系统与当前跟文件系统的关联移除

    mount 设备 挂载点      （命令mount可显示当前已挂载的的设备及挂载点）
         设备：
         设备文件
         卷标：LABLE=””
         UUID:UUID=””
         挂载点：目录
     挂载点要求：
         1、此目录没有被其他进程使用
         2、目录需存在
         3、目录中的原有文件将会被暂时隐藏

    mount [option1] [-o option2] 设备 挂载点
         option1：
             -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文件中；使用-n时不将信息写进该文件中
             -t fstype：指定正在挂载设备上的文件系统的类型；不适用此选项时，mount会
                  调用blkid命令获取对应文件系统的类型
             -r：只读挂载，挂载光盘时常使用此选项
             -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（后面多个选项时用逗号隔开）
         option2：（多个选项之间用逗号隔开）      
              remount：重新挂载当前文件系统
              ro：只读挂载
              rw：读写挂载
              loop：挂载本地回环设备

  挂载交换分区：
    swapon 指定分区
      -a：启用所有定义在/etc/fstab文件中的swap设备


   umount：卸载   （卸载时应确保没有进程使用该分区）
        umount 设备|挂载点

  卸载交换分区：
    swapoff 指定分区

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：杀掉访问文件的进程

   fuser –km 挂载点：终止正在访问此挂载点的所有进程

其他相关命令：

  du 指定目录   #显示目录的大小
  df  #显示整个磁盘的使用情况
    选项：
    不加选项：显示个分区的块使用情况
         -h：单位换算
         -i：显示各分区的inode使用情况

  创建设备文件mknod：
    用法：mknod 选项 文件名 类型 主设备 次设备号
            选项：
           -m 权限   #指定权限
            类型：b c
              (b:块设备；c：字符设备）


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