Linux下的文件系统以及磁盘操作

在文件系统方面，Linux可以算得上操作系统中的 “瑞士军刀”。Linux 支持许多种文件系统，从日志型文件系统到集群文件系统和加密文件系统，而“什么是文件系统”？文件系统是对一个存储设备上的数据和元数据进行组织的机制。

常见的文件系统：ext2、ext3、ext4、xfs、jfs、reiserfs、iso9660、swap、VFAT、

VFS等

例如：EXT2 XFS JFS REISERF3等都是单个文件系统使用

说到文件系统，就要说一下硬盘，硬盘出厂后的第一次格式化叫做低级格式化，其作用主要是为了创建磁道，同一个编号的磁道形成一个柱面，分区时则是按照柱面进行分区，从外到里从低到高进行划分。每一个分区可以独立的创建一个文件系统。

Linux 以一组通用对象的角度看待所有文件系统。这些对象是超级块（superblock）、inode、dentry 和文件。超级块在每个文件系统的根上，超级块描述和维护文件系统的状态。文件系统中管理的每个对象（文件或目录）在 Linux 中表示为一个 inode。

inode 包含管理文件系统中的对象所需的所有元数据（包括可以在对象上执行的操作）。另一组结构称为 dentry，它们用来实现名称和 inode 之间的映射，有一个目录缓存用来保存最近使用的 dentry。dentry 还维护目录和文件之间的关系，从而支持在文件系统中移动。最后，VFS 文件表示一个打开的文件；注：inode：用于存放权限，属主属组，大小，类型，磁盘块的指向；目录：每一个目录需要一个inode，存放文件名；位图：索引inode 非为0/1；磁盘块位图：标志磁盘块有没有被使用。

和文件系统有联系的命令：

1、ln：

格式：ln [options] SRC DST 默认创建的是硬链接(不能跨分区)，从文件系统的实现上来说，硬链接其实就是将一个文件的的的inode号多次利用，具有不同的指针，只要结点的连接数不是0，文件就一直存在，不管你删除的是源文件还是连接的文件。

常用参数：-s：创建软连接，是一个独立的文件，使用了一个新的inode号，引用的路径，而且可以为目录创建，并且可以跨分区。

因此在对某些文件进行复制，剪切和删除时其实质分别是：复制：将存有的数据所在的磁盘块进行复制一份，并使用新的inode号，建立相应的映射，而剪切则不动数据块，只是将inode号中的文件路径映射修改了，这就是为什么有时候我们在同一个分区上移动一个很大的文件时，也能迅速完成的原因，而删除则是将inode号标识为0，清除其信息，然后将磁盘块标识为未使用，当有新的数据存入时就将原来的数据覆盖，由此当误删了一些数据时只要还未向原有位置写入新的数据时，那些被误删的数据均是可以找回的，像一些软件上的粉碎功能则是想原文件数据存储的位置重新写入01代码，从而达到删除原数据的目的。

2、文件管理

(1).du:用于估算目录和文件的使用量

参数：

-h：单位换算,使大小以M单位显示

-s：显示目录以及目录中所有文件的大小

例如：#du -sh /etc

(2).df：用于显示当前系统磁盘的使用情况

-h：单位换算

-i：显示inode的使用情况

例如：#df -ih

(3).fdisk：磁盘管理

-l：列出当前系统的每一个磁盘及其当前分区的情况

例如：#fdisk -l

(4).压缩工具gzip/bzip2/zip/compress/xz/7z

[1]gzip:压缩文件-->gunzip:解压文件

例如：#gzip FILENAME 

#gunzip FILEMAME

-d：解压缩

-c：gzip -c messages > messages.gz 压缩后保留源文件

-t：测试压缩文件压缩以后是否完整

-#：(1-9)指定压缩比，默认是6.

zcat：在不解压的情况下查看文件

[3]zip：可以压缩目录

格式：zip [选项] 压缩后的文件名.zip 需要压缩的文件

例如：#zip message.zip message

例如：#zip myfilezip.zip message inittab 压缩多个文件

unzip：解压缩

[4]tar：文件的归档工具

tar tarfile.tar 文件或目录

-c：创建归档

-x：展开归档

-f：归档后文件名

-t：不展开查看归档中的文件

-v：显示整个归档回展开的过程

-z：在创建直接压缩 gzip

-j：在创建直接压缩 bzip2

-C：指定展开之后存放路径

例如：#tar -cf mytar.tar message inittab 创建归档

例如：#tar -xf mytar.tar

例如：#tar -tf mytar.tar

例如：#tar -zcf 

例如：#tar -zxf

例如：#tar xf mytar.tar.gz -C /tmp/test

3、分区：在硬盘的0扇区0磁道存放的是MBR其大小是512个字节，其中前446哥字节是引导扇区俗称“BootLoader”，存放的是系统启动的引导，其中的64个字节是FAT分区列表，每16个字节可以引导一个主分区，而这就是我们通常所说的一块硬盘，只能创建最多4个主分区，或者3主一扩展，剩下的2哥字节是封装码占用。

当分区表出现错误或者被破坏的时候，就无法正常进入系统，所以要对系统的分区表进行备份.

命令：

sfdisk：保存备份分区表信息

-d：#sfdisk -d /dev/sdb > /root/sdb.part.bak   将某个磁盘的分区表保存

#sfdisk /dev/sdb < /root/sdb.part.bak

Linux识别磁盘设备规则：IDE或者ATA设备被识别为hd；SATA、SCSI、USB等设备被识别为sd； 多块磁盘设备时用a,b,c等字母加以区别，形如：/dev/hda  /dev/hdb   /dev/sda   /dev/sdb

创建分区：fdisk /dev/sda

其中的子命令：

w：保存修改并退出

p：显示磁盘列表

n：添加一个新的分区

d：删除一个分区

q：放弃修改并退出

在分区创建完成之后，并不是立即生效，需要使用命令：

partprobe /dev/sda    通知内核重新扫描磁盘sda信息，后若不跟磁盘名，则会扫描所有的磁盘

4、格式化：这次的格式化被称为高级格式化

在linux下任何的磁盘或分区没有进行格式化是不能使用的

mkfs -t TYPE DEVICE

例如：#mkfs -t ext3 /dev/sdb1 

-L：指定卷标

例如：#e2label /dev/sdb1显示其卷标

例如：#e2label /dev/sdb1 HELLO 设置卷标

mke2fs /dev/sdb2

-j：把对应的磁盘分区创建为ext3类型

-b：指定块大小｛1024|2048|4096｝  

-c：创建文件系统时是否要检查磁盘是否有坏道

-i：指定一个比例，每多少个字节使用一个inode号｛128默认|256｝

-N：直接指定inode的个数

-m：指定预留给管理员的磁盘百分比

5、挂载

在Linux下任何一个存储设备想要被访问，必须将这个设备与根下的一个目录相关联起来，作为一个访问接口，而这个过程叫做挂载，去除关联关系就叫做卸载。

格式：mount 设备 挂载点

例如#mount 显示当前所有已经挂载的文件系统

#mount /dev/cdrom /media 将dev下的cdrom磁盘挂载到media

参数格式：mount [-t fstype] [option] 设备 挂载点

-a：挂载所有的文件系统 /etc/fstab  #mount -a

-n：挂载时不更新/etc/mtab文件

-r：只读挂载

-w：读写挂载

-L label：指定卷标进行挂载

-U：指定uuid进行挂载

-o：明确指定挂载选项

    async：异步写入

    atime：当访问时自动更新时间

    auto：可以自动挂载

    exec：允许具有执行权限的文件执行

    nouser：禁止普通用户挂载此设备

    remount：重新挂载(某个属性没打开，需要打开时使用此项)

    ro：只读

    rw：只写

例如：#mount -o ro /dev/sdb1 /mnt 以只读方式将dev下的sdb1分区挂载到/mnt

例如：#mount -o remount,rw /mnt 

loop：挂载一个本地设备

例如：#mount -o loop rhci.iso /mnt    挂载一个iso

6、umount：设备卸载

umount 挂载点/挂载的设备

例如：#umount /dev/sdb2

blkid DEV：查看设备的文件类型

7、检查文件系统

(1).fsck检查文件系统的不一致(具体检查inode与文件不一致)

参数：-t FILETYPE：指定检测的文件系统的类型

例如：#fsck -e ext3

efsck：用来专门检测ext类的文件系统

参数：-f：强行进行检测

-p：自动修复文件系统的不一致

-B：指定磁盘块的大小

(2).dumpe2fs：详细的显示ext2 ext3文件系统的信息

参数：-f：即使文件系统不一致也要详细显示其信息

-h：只显示超级块的详细信息

tune2fs：修改ext类的文件系统的属性

参数：-j：将ext2文件类型升级为ext3(不影响磁盘上的数据)

-m：修改保留给root用户的磁盘块与inode的百分比

-r：直接指定块的个数

-L：设定卷标

-l：显示超级快的信息

-c：修改每隔多少次挂载后进行自检 

-i：设定每隔多少天进行一次自检，默认单位是天

-u：指定使用者

-o：指定默认的挂载功能

(3).交换分区swap(必须是一个独立的分区，其作用相当与windows中的虚拟内存，当物理内存即将用完或者不够使用时才会使用到交换分区)

free -m：以M为单位显示内存信息

格式化：mkswap

参数：-L：指定卷标

启用交换分区：swapon DEV

关闭交换分区：swapoff DEV

启动全部：swapon -a

检查其状态：swapon -s

(4).创建一个本地回环文件，也可以理解为复制，可以说是直接复制磁盘块

格式：dd if=FILE of=FILE bs=NU count=NU

if=FILE：要复制的文件

of=FILE：目标

bs：一次复制的单位多大，默认单位字节

count：复制多少个块

#dd if=/etc/issue of=/tmp/abc

#dd if=/dev/sda of=/root/mbr.bak bs=512 count=1 备份mbr Mater Boot Record

#dd if=/dev/zero of=/var/swapfile bs=1M count=1 建一个1M本地回环文件

/dev/null

/dev/zero 用于初始化一个分区

(5)./ect/fstab 开机自动挂载的文件系统 

6个字段：

DEV-name | DEV-label | DEV-uuid

挂载点：

文件系统类型：

挂载选项(defaults);

转储频率：备份{0,1,2}{从不备份，一天一次，两天一次}

自检次序：{0,1,2}{从不，第一，第二}，第一只能为根

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本文转自 向阳草米奇 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/grass51/785156，如需转载请自行联系原作者