Linux硬盘分区Partition与档案系统管理
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时间：2015年06月20日
文件系统重点：inode（索引节点），block（逻辑区块），superblock（每个档案系统开始的位置的那个block，用于存储像是档案系统的大小，空的或填满的区块，以及它各自的总数等等信息）
磁盘的物理组成：
圆形的磁盘盘
机械手臂，与在机械手臂上的磁盘读取头（可擦写磁盘盘上的数据）
主轴马达，可以转动磁盘盘，让机械手臂的读取头在磁盘盘上读写数据
磁盘盘的物理组成：
扇区（sector）为最小的物理储存单位，每个扇区为512bytes
将扇区组成一个圆，那就是磁柱，磁柱是分区的最小单位
第一个扇区最重要，里面有mbr（主要开机区）及分割表，其中mbr占有446bytes，而分区表则占有64bytes
磁盘分区：指定分区的起始与结束磁柱
分区的磁柱范围记录在第一个扇区的分割表中
Superblock：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
由于ext2是索引式文件系统，通常情况下不需要常常进行碎片整理
如果硬盘文件系统高达数百gb，将所有的inode与block通通放置在一起将是很不智的决定，因为inode与block的数量太庞大，不容易管理；因此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
一个文件系统仅有一个superblock；除了第一个block group内会含有superblock之外，后续的block group不一定含有superblock，而若含有superblock则该superblock主要是作为第一个block group内superblock的备份，可以进行superblock的救援
Dumpe2fs /dev/hda2：查看hda2分区与superblock的信息
目录并不只会占用一个block而已，就是说：在目录底下的档案数如果太多而导致一个block无法容纳下所有的档名与inode对照表时，linux会给予该目录多一个block来继续记录先关的数据
如果档案太过离散，可以将文件系统内的数据全部复制出来，然后将文件系统重新格式化，再讲数据复制回去就可以解决问题
日志式文件系统：ext3：
预备：当系统要写入一个档案是，会现在日志记录区块中记录某个档案准备要写入的信息
实际写入：开始写入当时的权限与数据；开始更新metadata的数据
结束：完成数据域metadata的更新后，在日志记录区块当中完成该档案的记录
当文件系统出现不一致的情况后，系统只需要去检查日志记录区块，就可以找到异常的档案，然后针对该档案进行一致性检查即可，而不必针对整块filesystem去检查，达到快速修复filesystem的能力
常见的支持文件系统有：
传统文件系统：ext2，mimix，ms-dos，fat（用vfat模块），iso9660（光盘）等等
日志式文件系统：ext3，reiserfs，windows’sntfs，ibm’s jfs，sgi’s xfs
网络文件系统：nfs，smbfs
Linux的标准文件系统是ext2
查看linux支持的文件系统：ll /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs
查看系统目前已加载到内存中支持的文件系统：cat /proc/filesystems
硬连结（不能跨filesystem，不能link目录）：通过文件系统的inode连结来产生新档名，而不是产生新档案
软连结：相当于windows下的快捷方式
建立连结文件：Ln [-sf] 源文件目标文件
Linux重新分区后，可能需要重新启动来更新核心的分割表；在不重启的情况下，也可以通过下面的命令来执行：partprobe；partprobe的作用是高职核心必须要读取新的分割表而已
硬盘分区时，最好在单人维护模式下比较安全一些；在进行fdisk的时候，如果该硬盘的某个partition还在用当中，那么很有可能使系统核心无法重载硬盘的partition table，解决的方法是敬爱那个该使用中的partition给卸除，然后再重新进入fdisk一遍，重新写入partition table，就可以成功了
分区：fdisk
Fdisk没有办法处理大于2tb以上的磁盘分区！虽然ext3文件系统已经支持达到16tb以上的磁盘，但是分割指令无法支持；此时需要使用parted指令
磁盘格式化：mkfs
Mkfs –t ext3 /dev/hda3：将/dev/hda3格式化为ext3文件系统
Vfat可以用在windows/linux共享的u盘
磁盘检验：fsck，badblocks
Fsck –C –f –t ext3 /dev/hdc6：检验磁盘/dev/hdc6
-C：显示进度
-f：强制检查
-t：指定文件系统格式
Fsck是用来检查与修正文件系统错误的指令。注意：通常只有身为root且你的文件系统有问题的时候才使用这个指令，否则在正常情况下使用此一指令，可能会造成对系统的危害！通常使用这个指令的场合都是在系统出现极大的问题，导致你在linux开机的时候得进入单人单机模式下进行维护的行为时，才必须使用此一指令
如果怀疑刚刚格式化的硬盘有问题，也可以使用fsck来检查一下硬盘！此外由于fsck在扫描硬盘的时候，可能会造成部分filesystem的损坏，所以执行fsck时，被检查的分区务必不可挂载到系统上！亦即是需要在卸除的状态下
Lost+found：此目录就是在当你使用fsck检查文件系统后，若出现问题时，有问题的数据会被放置的目录！理论上此目录不应该有任何数据
Badblocks：用来检查硬盘或软盘扇区有没有坏轨的指令
Badblocks –svw /dev/hda3
-s：在屏幕上列出进度
-v：可以在屏幕上看到进入
-w：使用写入的方式测试，建议不要使用此参数，尤其是待检查的装置已有档案时
Linux支持的文件系统的驱动程序所在目录是：/lib/modules/2.6.18-238.el5/kernel/fs
Mount：挂载（例：）
Mount /dev/hdc6 /mnt/hdc6
Mount –t iso9660 /dev/cdrom /media/cdrom
Mount –t vfat –o iocharset=cp950 /dev/sda1 /mnt/flash
Mount –o loop test.iso /mnt/dvd(iso挂载以后，可以对iso文件进行修改；这就是为什么很多iso文件提供后，还得要提供验证码（md5）给使用者确认iso文件没有问题)
如果你的挂载参数要改变，或者当根目录出现只读状态时，如何重新挂载呢？最可能的处理方式就是重新启动；除此之外也可以这样做：
将/重新挂载，并加入参数rw与auto
mount –o remount,rw,auto /
重点是那个-oremount,xx的选项与参数！请注意，要重新挂载时，这是个非常重要的机制！尤其是当你进入单人维护模式时，你的根目录常会被系统挂载位只读，这个时候这个指令就太重要了
Umount：卸载
Umount –fn 装置文件名或挂载点
-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：不更新/etc/mtab情况下卸除
Dumpe2fs –h /dev/hdc6：查看分区信息
开机挂载：/etc/fstab配置文件项：
磁盘装置文件名或该装置的label
挂载点
磁盘分区的文件系统
文件系统参数
能否被dump备份指令作用
是否以fsck检验扇区
扩展swap分区：
1. 分割：先使用fdisk在磁盘上分区中分一个给系统作为swap。由于linux的fdisk预设会将分区的id设定为linux的文件系统，所以需要设定一下system id
2. 格式化：利用建立的swap格式的mkswap装置文件名，就能够格式化该分区成为swap格式
Mkswap /dev/hda4
3. 使用：最后将swap装置启动，方法为：swapon 装置文件名
Swapon /dev/hda4
4. 观察：最终透过free这个指令来观察一下内存的用量吧
使用档案建置swap：
1. dd if=/dev/zero of=/home/swapbs=1M count=512
2. mkswap /home/swap
3. swapon /home/swap | swapoff/home/swap
superblock大小为1024bytes
superblock前面需要保留1024bytes下来，以让开机管理程序可以安装
parted（对2t以上硬盘进行分区）：
parted /dev/hda print：查看分区
parted /dev/had mkpart logical ext3 19.2G 19.7G：建立逻辑分区
parted /dev/had rm 8：删除分区
inode bitmap：inode对照表（inode的总量，使用量，剩余量）
inode table ：inode表格（inode指向block）
开机自动挂载可参考/etc/fstab之设定，设定完毕务必使用mount –a测试语法正确否
磁盘的物理组成：
圆形的磁盘盘
机械手臂，与在机械手臂上的磁盘读取头（可擦写磁盘盘上的数据）
主轴马达，可以转动磁盘盘，让机械手臂的读取头在磁盘盘上读写数据
磁盘盘的物理组成：
扇区（sector）为最小的物理储存单位，每个扇区为512bytes
将扇区组成一个圆，那就是磁柱，磁柱是分区的最小单位
第一个扇区最重要，里面有mbr（主要开机区）及分割表，其中mbr占有446bytes，而分区表则占有64bytes
磁盘分区：指定分区的起始与结束磁柱
分区的磁柱范围记录在第一个扇区的分割表中
Inode：存放权限与属性，有：
? 该档案的拥有者与群组(owner/group)；
? 该档案的存取模式(read/write/excute)；
? 该档案的类型(type)；
? 该档案建立或状态改变的时间(ctime)、近一次的读取时间(atime)、近修改的时间(mtime)；
? 该档案的容量；
? 定义档案特性的旗标(flag)，如 SetUID...；
? 该档案真正内容的指向 (pointer)；
Data block：存放实际数据Superblock：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
由于ext2是索引式文件系统，通常情况下不需要常常进行碎片整理
如果硬盘文件系统高达数百gb，将所有的inode与block通通放置在一起将是很不智的决定，因为inode与block的数量太庞大，不容易管理；因此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
一个文件系统仅有一个superblock；除了第一个block group内会含有superblock之外，后续的block group不一定含有superblock，而若含有superblock则该superblock主要是作为第一个block group内superblock的备份，可以进行superblock的救援
Dumpe2fs /dev/hda2：查看hda2分区与superblock的信息
目录并不只会占用一个block而已，就是说：在目录底下的档案数如果太多而导致一个block无法容纳下所有的档名与inode对照表时，linux会给予该目录多一个block来继续记录先关的数据
如果档案太过离散，可以将文件系统内的数据全部复制出来，然后将文件系统重新格式化，再讲数据复制回去就可以解决问题
日志式文件系统：ext3：
预备：当系统要写入一个档案是，会现在日志记录区块中记录某个档案准备要写入的信息
实际写入：开始写入当时的权限与数据；开始更新metadata的数据
结束：完成数据域metadata的更新后，在日志记录区块当中完成该档案的记录
当文件系统出现不一致的情况后，系统只需要去检查日志记录区块，就可以找到异常的档案，然后针对该档案进行一致性检查即可，而不必针对整块filesystem去检查，达到快速修复filesystem的能力
常见的支持文件系统有：
传统文件系统：ext2，mimix，ms-dos，fat（用vfat模块），iso9660（光盘）等等
日志式文件系统：ext3，reiserfs，windows’sntfs，ibm’s jfs，sgi’s xfs
网络文件系统：nfs，smbfs
Linux的标准文件系统是ext2
查看linux支持的文件系统：ll /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs
查看系统目前已加载到内存中支持的文件系统：cat /proc/filesystems
硬连结（不能跨filesystem，不能link目录）：通过文件系统的inode连结来产生新档名，而不是产生新档案
软连结：相当于windows下的快捷方式
建立连结文件：Ln [-sf] 源文件目标文件
Linux重新分区后，可能需要重新启动来更新核心的分割表；在不重启的情况下，也可以通过下面的命令来执行：partprobe；partprobe的作用是高职核心必须要读取新的分割表而已
硬盘分区时，最好在单人维护模式下比较安全一些；在进行fdisk的时候，如果该硬盘的某个partition还在用当中，那么很有可能使系统核心无法重载硬盘的partition table，解决的方法是敬爱那个该使用中的partition给卸除，然后再重新进入fdisk一遍，重新写入partition table，就可以成功了
分区：fdisk
Fdisk没有办法处理大于2tb以上的磁盘分区！虽然ext3文件系统已经支持达到16tb以上的磁盘，但是分割指令无法支持；此时需要使用parted指令
磁盘格式化：mkfs
Mkfs –t ext3 /dev/hda3：将/dev/hda3格式化为ext3文件系统
Vfat可以用在windows/linux共享的u盘
磁盘检验：fsck，badblocks
Fsck –C –f –t ext3 /dev/hdc6：检验磁盘/dev/hdc6
-C：显示进度
-f：强制检查
-t：指定文件系统格式
Fsck是用来检查与修正文件系统错误的指令。注意：通常只有身为root且你的文件系统有问题的时候才使用这个指令，否则在正常情况下使用此一指令，可能会造成对系统的危害！通常使用这个指令的场合都是在系统出现极大的问题，导致你在linux开机的时候得进入单人单机模式下进行维护的行为时，才必须使用此一指令
如果怀疑刚刚格式化的硬盘有问题，也可以使用fsck来检查一下硬盘！此外由于fsck在扫描硬盘的时候，可能会造成部分filesystem的损坏，所以执行fsck时，被检查的分区务必不可挂载到系统上！亦即是需要在卸除的状态下
Lost+found：此目录就是在当你使用fsck检查文件系统后，若出现问题时，有问题的数据会被放置的目录！理论上此目录不应该有任何数据
Badblocks：用来检查硬盘或软盘扇区有没有坏轨的指令
Badblocks –svw /dev/hda3
-s：在屏幕上列出进度
-v：可以在屏幕上看到进入
-w：使用写入的方式测试，建议不要使用此参数，尤其是待检查的装置已有档案时
Linux支持的文件系统的驱动程序所在目录是：/lib/modules/2.6.18-238.el5/kernel/fs
Mount：挂载（例：）
Mount /dev/hdc6 /mnt/hdc6
Mount –t iso9660 /dev/cdrom /media/cdrom
Mount –t vfat –o iocharset=cp950 /dev/sda1 /mnt/flash
Mount –o loop test.iso /mnt/dvd(iso挂载以后，可以对iso文件进行修改；这就是为什么很多iso文件提供后，还得要提供验证码（md5）给使用者确认iso文件没有问题)
如果你的挂载参数要改变，或者当根目录出现只读状态时，如何重新挂载呢？最可能的处理方式就是重新启动；除此之外也可以这样做：
将/重新挂载，并加入参数rw与auto
mount –o remount,rw,auto /
重点是那个-oremount,xx的选项与参数！请注意，要重新挂载时，这是个非常重要的机制！尤其是当你进入单人维护模式时，你的根目录常会被系统挂载位只读，这个时候这个指令就太重要了
Umount：卸载
Umount –fn 装置文件名或挂载点
-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：不更新/etc/mtab情况下卸除
Dumpe2fs –h /dev/hdc6：查看分区信息
开机挂载：/etc/fstab配置文件项：
磁盘装置文件名或该装置的label
挂载点
磁盘分区的文件系统
文件系统参数
能否被dump备份指令作用
是否以fsck检验扇区
扩展swap分区：
1. 分割：先使用fdisk在磁盘上分区中分一个给系统作为swap。由于linux的fdisk预设会将分区的id设定为linux的文件系统，所以需要设定一下system id
2. 格式化：利用建立的swap格式的mkswap装置文件名，就能够格式化该分区成为swap格式
Mkswap /dev/hda4
3. 使用：最后将swap装置启动，方法为：swapon 装置文件名
Swapon /dev/hda4
4. 观察：最终透过free这个指令来观察一下内存的用量吧
使用档案建置swap：
1. dd if=/dev/zero of=/home/swapbs=1M count=512
2. mkswap /home/swap
3. swapon /home/swap | swapoff/home/swap
superblock大小为1024bytes
superblock前面需要保留1024bytes下来，以让开机管理程序可以安装
parted（对2t以上硬盘进行分区）：
parted /dev/hda print：查看分区
parted /dev/had mkpart logical ext3 19.2G 19.7G：建立逻辑分区
parted /dev/had rm 8：删除分区
inode bitmap：inode对照表（inode的总量，使用量，剩余量）
inode table ：inode表格（inode指向block）
开机自动挂载可参考/etc/fstab之设定，设定完毕务必使用mount –a测试语法正确否
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