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第五章 Linux磁盘与文件系统管理

2023-11-11

目录

认识EXT2文件系统

EXT2/EXT3文件的访问与日志文件系统的功能

VFS

文件系统的简单操作

磁盘与目录的容量：df、du

连接文件：ln

硬连接和复制的区别

磁盘的分区、格式化、检验与挂载

磁盘分区：fdisk

磁盘检查：fsck、badblocks

磁盘挂载与卸载：mount、umount

修改磁盘参数

设置开机挂载

交换分区(swap)的创建

认识EXT2文件系统

在Linux中一块磁盘会被分成多个group族，一个group族的分区如下图所示：

系统中的文件信息都是存放在block块中的，super block中记录了block块的使用及剩余的情况；文件系统描述信息记录了文件系统的信息；块位图记录了当前的block块的使用及剩余情况；iNode位图中记录了那些iNode的使用情况；iNode表中记录了文件存放记录（类似于书本的目录）

  • iNode表中一个inode值最大是128字节，每指向一个block块就消耗4个字节；也就是说一条iNode记录能指向32个block块
  • 其中inode表中划分了12个直接区、1个间接区、1个二间接区、1个三间接区，当存储一个大文件的时候，会同时占据多个block块
  • 当查找一个文件的时候，首先去查找根的inode信息，在根的inode信息中找到下一层目录所在的位置，再去寻找下一层目录的inode信息…如此反复知道找到文件所在为止

查看文件block的iNode编号：ls -i /test/xx

注：i参数表示的iNode编号

 

查看一个文件所分布的block信息：filefrag -v install.log

 

EXT2/EXT3文件的访问与日志文件系统的功能

在Linux中，当我们往block块中写入文件时系统首先会在iNode位图中寻找一个空的inode，然后将文件的属性写入到inode表中；然后系统会去查找块位图，根据块位图将文件写入到空白的block块中；之后系统会更新块位图和inode位图记录，最后更新super block；

ext3文件系统比ext2文件系统多了一个日志功能

日志功能：当写入文件的时候，突然出现断电的时候就会导致inode表中的记录来不及更新；有了日志功能之后，当下次开机的时候系统会自动检测进行到哪一步，从而继续更新inode表

查看日志：dumpe2fs /dev/sda1/ | more

 

VFS

Linux有很多的文件系统，如ext2、ext3、vfat等；当我们写了一个程序需要在文件系统中执行的时候，并没有考虑是否兼容不同的文件系统问题；这是因为用到了VFS，用户并不直接接触底层的文件系统，而是由VFS虚拟文件系统根据不同的需要自动选择调用何种文件系统

 

文件系统的简单操作

磁盘与目录的容量：df、du

磁盘与目录的容量： df -hT

注：h参数表示显示单位；T参数表示显示文件系统的类型

 

查看文件夹大小：du -s /boot

注：s参数表示只查看文件夹的总大小；h参数表示显示单位

 

连接文件：ln

连接文件分为硬连接、软连接（就相当于快捷方式）,其中硬连接是Unix和Linux中专有的一个概念，其它操作系统中没有

创建软连接：ln -s xx xx1

注：s参数表示软连接

 

创建硬连接：ln passwd aa

 

硬连接和复制的区别

总结：硬连接相当于同一个文件，两个名字；而复制则是两个独立的文件

            Inode是不能跨分区连接的

 

磁盘的分区、格式化、检验与挂载

磁盘分区：fdisk

查看分区：fdisk -l

 

创建分区：fdisk /dev/sda

注：硬盘划分数量： 主分区 + 扩展分区 <=4,这是由于分区表中的64个字节，每标记一个主分区就会消耗16个字节，所以最多划分4个主分区；如果需要划分更多的分区，就需要划分一个扩展分区，然后在扩展分区中划分逻辑分区

注：扩展分区中只能划分逻辑分区，不能划分主分区；第一个逻辑分区默认是从5开始的；划分好的分区需要格式化，格式化之后还需要将分区挂载到目录中

 

创建完分区之后更新分区表：partprobe /dev/sda 

格式化分区：mkfs –t ext3 /dev/sda3 或者 mkfs.ext3 /dev/sda3 （分区必须要格式化之后才能使用）

挂载分区：mount /dev/sda3 /mnt

 

磁盘检查：fsck、badblocks

硬盘自检：fsck -f -C /dev/sda5

注：f参数表示强制；C参数表示显示自检进度

 

检测磁盘坏道：badblocks -sv /dev/sda5

注：sv参数表示检测完成之后将结果显示在屏幕上

 

磁盘挂载与卸载：mount、umount

磁盘挂载

格式：命令 + 设备 + 目录

mount /dev/sda3 /mnt                     将sda3分区挂载到/mnt目录下

mount –o remount , ro /mnt            以只读的方式重新挂载

mount –o remount , rw /mnt           以读写的方式重新挂载

mount –o remount , noexec /mnt   以无权限方式重新挂载

 

磁盘卸载

格式：命令 + 外部设备或者挂载点

umount  /mnt

 

修改磁盘参数

查看硬盘的操作参数：tune2fs –h

例如：

更改卷标：tune2fs –L xx /dev/sda5

更改最大挂载次数：tune2fs –c 100 /dev/sda5             (-C表示当前挂载了多少次)

修改50%预保留空间：tune2fs –m 50 /dev/sda5

 

设置开机挂载

设置开机自动挂载磁盘：gedit /etc/fstab

注：由于挂载磁盘只在一次生效，重启后就失效了，所以需要编辑etc文件夹下的fstab文件设置开机自动挂载磁盘

 

特殊设备loop挂载：mount –o loop xx.iso /mnt

注：镜像文件不刻录就挂载使用，挂载镜像一定要加loop

 

交换分区(swap)的创建

交换分区为的是解决早期内存太小的问题；早期内存太小无法运行大的程序，所以在硬盘中划分出一个交换分区作为内存使用（Windos中虚拟内存的概念）

查看交换分区：cat /proc/swaps


创建交换分区方法一：通过划分一个分区来创建swap分区

1、fdisk /dev/sda    先划分swap类型的分区

2、partprobe /dev/sda    更新分区表

3、mkswap /dev/sda6    格式化成交换分区

4、swapon /dev/sda6     激活分区                   --对应的关闭为swapoff

注：如果需要开机就启用，同样需要在/etc/fstab中编辑

 

创建交换分区方法二：可以使用目录创建一个swap分区（适用于没有多余可用分区的情况）

1、dd if=/dev/zero of=file bs=1M count=100    创建一个100M的空间

2、mkswap file            格式化成交换分区

3、swapon file             激活分区

4、cat /proc/swaps      查看创建的交换分区

注：如果需要开机就启用，同样需要在/etc/fstab中编辑

注：dd if=/dev/zero of=file bs=1M count=100这个命令的意思是：在/dev下面的zero大小是无限的，创建一个文件file，用bs来定义zero的大小；count是代表个数；即用100个为1M的bs创建一个file文件

 

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Linux基础篇

ext3文件系统

Mount

umount

fdisk

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