[9-1]磁盘分区、创建文件系统、挂载以及链接文件

本文旨在复习磁盘分区、创建文件系统、挂载以及链接文件的基本概念

知识储备

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• 硬盘出厂其实不能写入数据的，是"盲盘"，需要处理后使用，格式化分为2种

  • 低格：将空白磁盘划分出柱面、磁道及若干个扇区，每个扇区又划分出标识部分ID、间隔区GAP和数据区DATA等。现在大多出厂已经完成低格，只需要用户磁盘分区即可。

  • 高格：真正意义上的创建文件系统，明确存储设备或分区上的文件方法和数据结构，即在存储设备上组织文件的方法。

  • 文件系统是用户存取磁盘文件操作的"代理人"

• 不同类型的操作系统支持的文件系统有差异，Linux支持众多文件系统

• 硬盘分区实质上是对硬盘的一种格式化[通常在低格后，高格前]，然后才能使用硬盘保存各种信息。创建分区时，设置硬盘的各项物理参数，指定MBR存放位置和备份位置等信息。

磁盘分区

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● Linux上磁盘分区工具大致有fdsik、parted、sfdisk等，此处以最常用的fdisk为例

● fdisk -l 查看当前系统分区

● 请注意Boot下的 * 表示该分区为系统Linux的引导分区

● ID是分区的类型标识符，用来指明磁盘的具体用途，可以通过fdisk /dev/sda后使用l列出已知的类型标识

例：使用VMware添加一块20GB的磁盘，创建一个主分区[在Linux上该块磁盘识别为/dev/sdb

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● 使用fdisk /dev/sdb进入对磁盘分区的交互式接口

● 创建主分区，编号为1，并保存分区情况[可以在交互式界面使用m获得命令帮助]

● 请注意：一定要使用w写入保存，否则不会有记录，可以通过交互式接口输入p打印查看分区情况

● 当分区创建完毕以后，我们需要确定内核是否已经识别新分区cat /proc/partitions

极个别情况下新分区不会被Kernel识别，这通常是由于你所创建的分区在之前已经被内核所挂载识别，这种情况下通常使用以下2个命令来强制刷新，让Kernel重读磁盘的分区表

       <1>    partx -a -f M:N DEVICE

       <2>    kpartx -af DEVICE

文件系统

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● 每个磁盘分区的文件系统可以是独立的，这意味着文件系统建立在磁盘分区之上。在划分好磁盘分区后，我们可以创建文件系统，常见的创建文件系统工具如下

mkfs	通杀版，通过指定参数-t type能够创建各种文件系统,本质上是调用对应的文件系统创建工具罢了 mkfs -t type DEVICE = mkfs.type DEVICE
mke2fs	ext系列文件系统专用管理工具
blkid	DEVICE、LABEL、UUID、TYPE查看工具，简洁

● mke2fs命令

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Usage:     mke2fs [OPTION]... DEVICE OPTIONS:     -t {ext2|ext3|ext4} 设置文件系统类型，可以实现无损转换     -b {1024|2048|4096} 设置块大小，即1k 2k 4k对齐     -L 'LABEL'  设置分区卷标     -j          相当于启用mke2fs -t ext3     -i #        指明多大空间为一个Inode，任何文件的唯一标识     -N #        为磁盘分区保留多少个Inode     -m #        预留磁盘空间占据多大百分比的空间为后期管理使用；     -O FEATURE. 启用指定特性     -O ^FEATURE 关闭此特性 查看有哪些特性，可以使用man tune2fs

例：使用mke2fs创建一个文件系统ext4, 4K对齐,卷标为Lance

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● 图中的红框可以看到，mke2fs默认会保留5%的分区空间，给后期管理使用！切记哦！

文件系统属性查看、调整、检测修复

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● 创建了文件系统之后，Linux提供有很多的查看工具，调整工具[微调工具，并不是意味着所有的选项都已调整的]和检测修复工具，常见的工具如下表

Blkid	查看DEVICE、LABEL、UUID、TYPE查看工具，简洁明了
e2label	主要用于管理卷标
Tune2fs	显示ext系列文件系统 的属性，或者调整其属性，并不是每个属性都可以调整，比如块大小只有格式化可以调整，tune2fs不可以调整
Dume2fs	整个ext文件系统的布局结构、块组信息等等 -h ：仅显示超级块信息
每个文件系统都有对应的文件系统检测修复工具，当文件系统发生意外、有数据未完成时，可以使用该工具来进行文件系统地检测和修复！
fsck	通杀版，指定-t type参数能够检测修复各种文件系统，本质是调用对应的文件系统检测修复工具而已       fsck -t type DEVICE = fsck.type DEVICE
e2fsck	ext系列文件系统专用检测修复工具

● blkid能够很简洁直观地显示磁盘分区、DEVICE、UUID、TYPE以及LABEL

● Tune2fs 

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Usage：     tune2fs [OPTIONS]... DEVICE     显示ext系列文件系统的属性，或调整其属性； OPTIONS:     -l  显示超级块中的信息；显示整个文件的属性及布局等相关信息；     -L 'LABEL'  修改卷标；     -m #        调整预留空间百分比,前例已说明默认是5%     -j          调整ext2 --> ext3, 无损转换     -O          文件系统属性开关      -o          文件系统默认挂载选项开关

例：修改/dev/sdb1分区的卷标LABEL为NewLance

● Fsck和e2fsck

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Usage：     fsck -t type [OPTIONS]... DEVICE OPTIONS：     -a: 自动修复错误     -r: 交互式修复错误     -f: 强制检测 e2fsck功能用法同fsck, 参数-y自动修复错误, -f强制执行检测修复

挂载基本概念

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● Linux启动后首先加载roofs根文件系统 /,其他文件系统需要建立起与/的路径关系，才能够被访问

● 将一个目录作为另一个文件系统的访问入口，叫做挂载，也就是建立路径关系，目录叫挂载点

● 挂载后，挂载点mount point原目录中的文件等暂时被隐藏，当卸载后重现

● 理论上挂载点可以是任何位置，FHS给我们的建议是挂载在/mnt目录下，当然随你咯，请不要随意挂载

● 常用挂载命令mount，卸载命令umount

挂载相关的配置文件

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● /etc/fstab：系统启动从fstab读取需要开机挂载的信息，是静态的，只有编辑才会变，能实现开机自动挂载；

● /etc/mtab：显示在用户控件中已经挂载的文件系统，通常包含fstab+用户手工mount/umount的修改，用户操作会同步更新到这个文件中

● /proc/mounts：这个文件在虚拟文件系统/proc中，是解决Kernel所引入的mount space机制产生的问题。本质上是链接文件。

参考博文http://blog.csdn.net/taiyang1987912/article/details/42492741

设备引用3种方法

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● 无论哪种分区上的文件系统，最终还不是要交付给用户空间来使用吗？那么Linux如何使用指定的设备呢？通过这么几种主要的引用机制

mount/umount命令

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mount及常用选项

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Usage：     Mount [OPTIONS]... [-o options] DEVICE mount_point OPTIONS：     -t type  文件系统类型     -r/w     以只读/读写挂载文件系统     -n：  每个文件系统挂载时都会自动更新/etc/mtab文件，-n用于禁止此功能；     -a       自动挂载所有支持自动挂载的设备；     -B       绑定目录至另一个目录上；     -L       通过卷标来挂载文件系统，默认情况是指定设备名     -U       通过UUID来挂载，同上

mount挂载选项 

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-o 挂载选项     Async           异步模式，数据先在内存写入，后同步到磁盘，默认     Sync            同步模式，直接写到磁盘     Atime/noatime   每次更新文件都会更新accesstime，如果WEB服务器的话，可以禁用     Diratime/nodiratime是否更新目录的访问时间戳     Auto/noauto     是否允许此设备被自动挂载     Exec/noexec     是否允许执行此文件系统上的应用程序     Dev/nodev       是否支持在此设备使用设备文件     Suid/nosuid     是否支持Suid特性     Remount         重新挂载     Ro/rw           只读/读写方式挂载            User/nouser     是否允许普通用户挂载此设备     Acl             是否支持此设备上使用facl 文件访问控制列表

例：使用卷标挂载卷标Newlance的文件系统到/mnt/temp下    

umount卸载

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Usage：     mount DEVICE     umount MOUNT_POINT          查看正在访问指定挂载点的进程：         # fuser -v MOUNT_POINT     终止所有正在访问指定的挂载点的进程：         # fuser -km MOUNT_POINT

交换分区swap

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● 交换分区SWAP就是LINUX下的虚拟内存,它的作用是在物理内存使用完之后,将磁盘空间(也就是SWAP分区)虚拟成内存来使用.也可调度物理内存中不长使用的页面到swap分区中。

● swap分区管理工具常有mkswap、swapon、swapoff、free[查看]

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首先使用fdisk划分一块新分区用来作为swap分区 mkswap：创建交换分区     mkswap [option] DEVICE      DEVICE可以使用3种机制引用                  swapon：启用交换分区     swapon [option] [DEVICE]         -a: 激活所有交换分区         -p PRIORITY: 设定其优先级； swapoff：禁用交换分区         swapoff [option] [DEVICE]              free命令：查看memory和swap的使用状态            -m: 以MB为单位         -g: 以GB为单位 还可以创建swap文件来充当虚拟内存，见例2

例：创建一个2GB的交换分区，原来是2GB的Swap分区

注意：这里我少了一步，可能是截图的原因，在swapon之前我使用了mkswap /dev/sdb3转换为swap分区

例：当不能或不想再划分硬盘分区的时候，可以创建一个文件做Swap文件

● 请注意在激活swap分区之前，要将分区类型转换为swap，使用mkswap命令或者fdisk修改ID类型

文件系统空间查看工具

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df:fisk free	-h: human-readable -i: inode数量 -P: 以Posix兼容的格式输出
du: disk usage	-h: human-readable  -s: summary

/etc/fstab文件细览

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● 系统启动时从fstab中读取开机要加载的文件系统，必须首先加载根文件系统 /

● 用户空间mount挂载的重启后消失，要想开机自动挂载有2种简单的办法

    (1)在/etc/fstab中添加一条记录，实现开机挂载

    (2)将mount挂载命令写到/etc/rc.local作为开机自动运行的脚本实现开机挂载

● /etc/fstab文件中有6列，分别定义如下

链接文件[硬软链接]

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● 链接文件分为硬链接和软链接

● 文件包含2部分组成：元数据 + 文件数据，文件名其实是不包含在元数据里面的，文件唯一标识其实是Inode，inode对于一块磁盘分区是有限个数的

● 硬链接：

    (1)两个路径指向同一个inode

    (2)不能对目录进行

    (3)不能跨分区进行，每个分区inode是独立的

    (4)指向同一个inode的多个不同路径; 创建文件的硬链接会增加inode的引用计数；删除硬链接仅是删除其一个访问路径，只到最后一个路径被删除；

● 软链接：

    (1)链接文件的数据指向另一个文件路径，类似windows快捷方式

    (2)可以对目录进行

    (3)可以跨分区

    (4)指向的是另一个文件路径；而非inode；对文件创建符号链接不会增加其引用计数；删除原文件，符号链接文件不会被删除，但失效了；

      

ln创建链接命令 

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Usage：     ln [-s] SRC DEST         不带参数创建的是硬链接          -s：symbolic link创建软链接         -v：verbose 请注意对目录是不可以创建硬链接的，会失败