linux之磁盘分区与文件系统

1. 磁盘分区

1.1 基础知识

• 接口类型
  IDE：两块设备，有主有从
  SCSI:并口：可以接多块设备

• 机械硬盘
  1、扇区：一个扇区512字节
  2、磁道：盘片上有很多的磁道，由外而内。（每一面都有磁性物质）
  3、磁头臂：用来定位磁道
  4、柱面： 分区划分基于柱面划分

• 设备类型
  1、 块(block):随机访问，数据交换单位是“块"
  2、 字符(character):线性访问，数据交换单位是“字符”
  3、 设备文件:关联至设备的驱动程序;设备的访问入口;

• 设备号
  主设备号，区分设备类型;用于标明设备所需要的驱动程序
  次设备号，区分同种类型下的不同的设备:是特定设备的访问入口
  mknod命令：
  建立块专用或字符专用文件

• 分区：
  /dev/sda
  注：Centos6/7将硬盘设备文件标识为/dev/sd[a-z]

• 磁盘分区
  MBR：主引导记录
  分为三部分：
  1、前446字节：用来引导启动操作系统的程序
  2、后64字节：分区表：每16字节标识一个分区，一共只能有4个分区
  3、 最后2字节：MBR区域的有效性标识；55AA为有效
  主分区和扩展分区的标识：1-4
  逻辑分区；5+

1.2 fdisk命令

• -l:列出磁盘设备上的分区情况
• 管理分区：
  fdisk提供了一个交互式接口来管理分区，它有许多子命令，分别用于不同的管理功能;所有的操作均在内存中完成，没有直接同步到磁盘;直到使用w命令保存至磁盘上
• 常用命令

参数	说明
n	创建新分区
d	删除已有分区
t	修改分区类型
l	查看所有已经ID
w	保存并退出
q	不保存并退出
m	查看帮助信息
p	显示现有分区信息

注意:在已经分区并且已经挂载其中某个分区的磁盘设备上创建的新分区,内核可能在创建完成后无法直接识别
查看：cat /proc/partitions
通过内核强制重读磁盘分区表：
Centos7:partx,kpartx
partx -a [device]
分区创建工具：parted、sfdisk

2. 文件系统

• 创建文件系统
  格式化
  1、低级格式化(分区之前进行，划分磁道)
  2、高级格式化(分区之后对分区进行，创建文件系统)

• VFS: Virtual File System
  1、linux的文件系统: ext2, ext3, ext4, xfs, relserts, btrts
  2、光盘: iso9660
  3、网络文件系统: nfs, cifs
  4、集群文件系统: gfs2, ocfs2
  5、内核极分布式文件系统: ceph
  6、windows的文件系统: vfat, ntfs
  7、伪文件系统: proc, sysfs, tmpfs, hugepagets
  8、Unix的文件系统: UFS，FFS， JFS
  9、交换文件系统: swap
  10、用户空间的分布式文件系统: moglefs, moosefs, glusterfs

• 文件系统管理工具
  1、创建文件系统的工具
  mkfs:
  mkfs.ext2, mkfs.ext3, mkfs.ext4, mkfs.xfs, mkfs., …
  2、检测及修复文件系统的工具
  fsck:
  fsck.ext2, fsck.ext3, …

2.1 相关概念与SWAP交换系统

链接文件：访问同一个文件不同路径
    硬链接：指向同一个inode的多个文件路径
        特性：
            目录不支持硬链接
            不能跨文件系统
            创建硬链接会增加inode引用次数
        链接文件---->内存地址<----原文件
    符号链接：指向一个文件路径的另一个文件路径
        特性:
			符号链接与文件是两人个各自独立的文件，各有自己的inode对原文件创建符号链接不会增加引用计数
			支持对目录创建符号链接，可以跨文件系统
			删除符号链接文件不影响原文件:但删除原文件，符号指定的路径即不存在，此时会变成无效接链
	    链接文件---->原文件---->内存地
内核级文件系统的组成部分:
    文件系统驱动:由内核提供
    文件系统管理工具:由用户空间的应用程序提供
ext系列文件系统的管理工具
    mkfs.ext4...
swap交换系统：
    linux交换分区必须使用独立的文件系统，且文件系统的system ID必须为82
    创建swap设备：
        mkswap：
            -l:指定卷标
            -f:强制
windows无法识别linux的文件系统:因此，存储设备需要两种系统之间交叉使用时，应该使用windows和Lnux同时支持的文件系统: fat32(vfat)
    mkfs.vfat device

2. 2 文件系统的使用

• 根文件系统外的其它文件系统要想能够被访问，都必须通过“关联"至根文件系统上的某个目录来实现，此关联操作即为“挂载" 此目最即为“挂载点”

• mount命令
  -a:更新挂在信息
  -r:只读挂载
  -w:读写挂载
  -n:默认情况下，设备挂载或卸载的操作会同步更新至/etc/mtab文件中: n用于禁止此特性
  查看当前系统所有已挂载的设备:
  mount
  cat /etc/mtab
  cat /proc/mounts

• umount命令
  卸载挂载点
  注意:正在被进程访问到的挂载点无法被卸载
  查看被哪个或哪些进程所占用:
  Isof
  fuser -v
  终止所有正在访问某挂载点的进程:
  fuser -km

• 交换分区的启用和禁用
  创建交换分区的命令: mkswap
  启用: swapon
  禁用：swapoff

• vim /etc/fstab 每行定义一个要挂载的文件系统及相关属性

   		6个字段:
   		    (1)要挂载的设备:
   		        设备文件:
   		            LABEL
   		            UUID
   		            伪文件系统:如sysfs, proc, tmpfs等
   			(2)挂载点
   				swap类型的设备的挂载点为swap
   			(3)文件系统类型:
   			(4)挂载选项
   				defaults:使用默认挂程选项
   				如果要同时指明多个挂载选项，彼此间以逗号分隔
   				defaults,acl,noatime,noexec
   		    (5)转储频事
   				0: 从不备份
   				1:每天备份
   				2:每隔一天备份
   			(6)自检次序
   				0:不自检
   				1:首先自检，通常只能是根文件系统可用1
   				2:次级自检
                   ......
           注：通过blkid命令查看分区的uuid     
  

• df命令
  df:查看文件系统磁盘空间的使用情况