Linux基础之文件系统管理

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- 写在开头的话

• 请记住：实践是掌握知识的最快方法
• 如果你只是怀着看看的态度去快速浏览文章，而不去认认真真的把文章里面讲的任何一个知识点去实践一遍，那么你永远也掌握不了它
• 生命不息，折腾不止！

- Linux文件系统

- CentOS上各个版本流行的文件系统

• CentOS 5.x
  • ext2
• CentOS 6.x
  • ext3，ext4
• CentOS 7.x
  • ext4，xfs，btrfs，ReiserFS，jfs

- 其它文件系统

• swap : 交换分区（虚拟内存）
• 光盘：ISO9660
• Windows：
  • fat32，ntfs
  • Uinx：FFS，UFS，JFS2
  • 网络文件系统NFS，CIFS
• 集群文件：GFS2，OCFS2
• 分布式文件系统：
  • moosefs，mogilefs，GlusterFS，Lustre
• 根据其是否支持“journal功能”
  • 日志型文件系统：ext3，ext4，xfs
  • 非日志型文件系统：ext2，vfat
• 文件系统的组成部分
  • 内核中的模块：ext4，xfs，vfat
  • 用户空间管理工具：mkfs.ext4，mkfs.xfs，mkfs.vfat
• Linux的虚拟文件系统：VFS
• btrfs 文件系统支持容量的扩展，而且支持快照

- 文件系统管理查看类命令

- 文件系统管理

• 创建文件系统：
  • mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE
    • mkfs.ext4
    • mkfs.xfs
    • mkfs.btrfs
    • mkfs.vfat
  • mkfs -t FS_TYPE /DEV/DEVICE[NUM]
    • -L ‘LABEL’：设定卷标
  • mke2fs：ext系列文件系统专用管理工具
    • -t：{ext2 | ext3 | ext4}
    • -b：{1024 | 2048 | 4096} 设置块大小
    • -L ‘LABEL’
    • -j：相当于-t ext3 创建ext3文件系统
      • mkfs.ext3
      • mkfs -t ext3
      • mke2fs -j
      • mke2fs -t ext3
    • -i #：为数据空间中每多少个字节创建一个inode 此大小不能小于块（block）大小
    • -N #：为数据空间创建多少个inode
    • -m #：为管理人员预留的空间占据的百分比：通常为5%
    • -O FEATURE[,…]：启用指定特性
      • -O ^FEATURE：关闭指定特性

	    -b指定块大小 -m指定预留空间百分比  -L 设置卷标
mke2fs -b 1024 -m 3 -L MYDATA -i 

• mkswap：创建交换分区
  • mkswap [options] device
    • -L ‘LABEL’
  • 前提：调整其分区ID为82

# 修改分区ID号
[root@dayuanshuai /]# fdisk /dev/sdb

WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It's strongly recommended to
         switch off the mode (command 'c') and change display units to
         sectors (command 'u').

Command (m for help): t
Partition number (1-4): 2
Hex code (type L to list codes): 82
Changed system type of partition 2 to 82 (Linux swap / Solaris)

Command (m for help): p

Disk /dev/sdb: 2147 MB, 2147483648 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 261 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0xd406d040

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1               1           2       16033+  83  Linux
/dev/sdb2               3           4       16065   82  Linux swap / Solaris

Command (m for help): w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

# 读取硬盘分区表
[root@dayuanshuai /]# partx -a -n 2 /dev/sdb
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 2 #虽然提示error但是没事
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 3

#设置为交换分区
[root@dayuanshuai /]# mkswap /dev/sdb2 
Setting up swapspace version 1, size = 16060 KiB
no label, UUID=09727f1e-eb7c-4b64-9a17-542cb6879b59

# 查看分区信息
[root@dayuanshuai /]# blkid /dev/sdb2 
/dev/sdb2: UUID="09727f1e-eb7c-4b64-9a17-542cb6879b59" TYPE="swap" 

• 查看Linux支持的文件系统类型：cat /proc/filesystems
  • 每个文件系统都有一个内核模块
  • 使用 lsmod查看在内核中装载的所有模块

#查看Linux支持的文件系统类型 

[root@dayuanshuai ~]# cat /proc/filesystems
nodev   sysfs
nodev   rootfs
nodev   bdev
nodev   proc
nodev   cgroup
nodev   cpuset
nodev   tmpfs
nodev   devtmpfs
nodev   binfmt_misc
nodev   debugfs
nodev   securityfs
nodev   sockfs
nodev   usbfs
nodev   pipefs
nodev   anon_inodefs
nodev   inotifyfs
nodev   devpts
nodev   ramfs
nodev   hugetlbfs
        iso9660
nodev   pstore
nodev   mqueue
nodev   selinuxfs
nodev   drm
        ext4

# 查看Linux文件系统装载的所有内核模块

[root@dayuanshuai ~]# lsmod
Module                  Size  Used by
tcp_diag                1041  0 
inet_diag               9430  1 tcp_diag
ib_ipoib               81191  0 
rdma_ucm               15739  0 
ib_ucm                 12360  0 
ib_uverbs              40532  2 rdma_ucm,ib_ucm
ib_umad                13519  0 
rdma_cm                36651  1 rdma_ucm
ib_cm                  37444  3 ib_ipoib,ib_ucm,rdma_cm
iw_cm                  33136  1 rdma_cm
ib_sa                  24188  4 ib_ipoib,rdma_ucm,rdma_cm,ib_cm
ib_mad                 41628  3 ib_umad,ib_cm,ib_sa
ib_core                83020  10 ib_ipoib,rdma_ucm,ib_ucm,ib_uverbs,ib_umad,rdma_cm,ib_cm,iw_cm,ib_sa,ib_mad
.....  #省略

• 下面介绍磁盘文件系统的格式化

# 格式化分区，划分文件系统

[root@dayuanshuai ~]# mkfs.ext4 /dev/sdb1
mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)
文件系统标签=
操作系统:Linux
块大小=1024 (log=0)
分块大小=1024 (log=0)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
4016 inodes, 16032 blocks
801 blocks (5.00%) reserved for the super user
第一个数据块=1
Maximum filesystem blocks=16515072
2 block groups
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
2008 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
        8193

正在写入inode表: 完成                            
Creating journal (1024 blocks): 完成
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成

This filesystem will be automatically checked every 26 mounts or
180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

• e2label：管理ext系列文件系统的LABEL

[root@dayuanshuai /]# e2label /dev/sdb2
MYDATA

# 修改/dev/sdb2分区文件系统的label为DATA
[root@dayuanshuai /]# e2label /dev/sdb2 "DATA"
[root@dayuanshuai /]# e2label /dev/sdb2
DATA

- 文件系统查看、设定

• blkid：块设备属性信息查看
• 可以显示分区的属性信息
  • blkid [OPTION] [DEVICE]
  • -U UUID：根据指定UUID查找设备
  • -L LABEL：根据指定的卷标查看设备

# 显示/dev/sdb1分区的属性信息

[root@dayuanshuai ~]# blkid /dev/sdb1
/dev/sdb1: UUID="de7f400a-511b-4aac-b141-97818146052b" TYPE="ext4"

#  显示/dev/sdb1分区的属性信息
[root@dayuanshuai /]# blkid /dev/sdb2
/dev/sdb2: LABEL="MYDATA" UUID="02c07346-6e58-4fa0-ad5d-a51971b9c82d" TYPE="ext4"

# 根据卷标查找设备
[root@dayuanshuai /]# blkid -L "MYDATA"
/dev/sdb2

# 根据UUID查找设备
[root@dayuanshuai /]# blkid -U 02c07346-6e58-4fa0-ad5d-a51971b9c82d
/dev/sdb2

• tune2fs：重新设定ext系列文件系统可调整参数的值
  • -l：查看指定文件系统的超级块信息
  • -L ‘LABEL’：修改卷标
  • -m #：修改预留给管理员的空间百分比
  • -j：将ext2升级为ext3
  • -O：文件系统属性信息启用或禁用
    • -O has_journal 开启日志功能
    • -O ^has_journal 关闭日志功能
  • -o：调整文件系统的默认挂载选项
  • -U UUID：修改UUID号

# 查看指定分区的超级块信息
[root@dayuanshuai /]# tune2fs -l /dev/sdb2 
tune2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Filesystem volume name:   DATA
Last mounted on:          
Filesystem UUID:          02c07346-6e58-4fa0-ad5d-a51971b9c82d
Filesystem magic number:  0xEF53
..... #省略

# 启用日志功能
[root@dayuanshuai /]# tune2fs -0 'has_journal' /dev/sdb1  

# 关闭日志功能
[root@dayuanshuai /]# tune2fs -O '^has_journal' /dev/sdb1

• dumpe2fs：查看整个文件系统的结构信息
  • -h ：查看超级块信息

[root@dayuanshuai /]# dumpe2fs /dev/sdb1
.... 前面省略
Group 0: (Blocks 1-8192) [ITABLE_ZEROED]
  校验和 0xab1e,1997个未使用的inode
  主 superblock at 1, Group descriptors at 2-2
  保留的GDT块位于 3-64
  Block bitmap at 65 (+64), Inode bitmap at 81 (+80)
  Inode表位于 97-347 (+96)
  7608 free blocks, 1997 free inodes, 2 directories, 1997个未使用的inodes
  可用块数: 80, 83-96, 600-8192
  可用inode数: 12-2008
Group 1: (Blocks 8193-16031) [INODE_UNINIT, ITABLE_ZEROED]
  校验和 0x1522,2008个未使用的inode
  备份 superblock at 8193, Group descriptors at 8194-8194
  保留的GDT块位于 8195-8256
  Block bitmap at 66 (+4294959169), Inode bitmap at 82 (+4294959185)
  Inode表位于 348-598 (+4294959451)
  6751 free blocks, 2008 free inodes, 0 directories, 2008个未使用的inodes
  可用块数: 9281-16031
  可用inode数: 2009-4016

# dumpe2fs -h 只查看文件系统的超级块信息

[root@dayuanshuai /]# dumpe2fs -h /dev/sdb1
dumpe2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Filesystem volume name:   
Last mounted on:          
Filesystem UUID:          319da001-4962-40c6-bff5-6df98106d672
Filesystem magic number:  0xEF53
Filesystem revision #:    1 (dynamic)
Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype extent flex_bg sparse_super huge_file uninit_bg dir_nlink extra_isize
Filesystem flags:         signed_directory_hash 
Default mount options:    (none)
Filesystem state:         clean
Errors behavior:          Continue
Filesystem OS type:       Linux
Inode count:              4016
Block count:              16032
Reserved block count:     801
Free blocks:              14359

- 文件系统检测修复

• fsck：FILE System Check
  • fsck.FS_TYPE
  • fsck -t FS_TYPE
  • fsck -a：自动修复错误
  • fsck -r：交互式修复错误

注意：FS_TYPE一定要与分区上的文件系统类型相同

• e2fsck：ext系列文件系统专用的检测工具
  • -y：自动回答为yes
  • -f：强制修复（不管文件系统有没有错误直接修复，非常粗暴）

# 首先查看文件系统是否出现错误

[root@dayuanshuai /]# fsck.ext4 /dev/sdb1 
e2fsck 1.41.12 (17-May-2010)
/dev/sdb1: clean, 11/4016 files, 1673/16032 blocks

#如果出现错误则使用fsck -r 交互式修复错误

[root@dayuanshuai /]# fsck -r /dev/sdb1    
fsck from util-linux-ng 2.17.2
e2fsck 1.41.12 (17-May-2010)
/dev/sdb1: clean, 11/4016 files, 1673/16032 blocks

#强制，不管文件系统是否出现问题，直接修复，非常粗暴，不建议使用
[root@dayuanshuai /]# e2fsck -f /dev/sdb1 

- 写在最后的话：

• 无论每个知识点的难易程度如何，我都会尽力将它描绘得足够细致
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