Linux 文件系统管理之硬盘结构 、文件系统介绍及命令

目录

硬盘结构 

硬盘的逻辑结构

硬盘接口 

文件系统 

Linux 文件系统的特性

Linux 常见文件系统

常用的硬盘管理命令

df 命令

du 命令

fsck 文件系统修复命令

显示磁盘状态 dumpe2fs

stat 文件名 查看文件的详细时间

判断文件类型 file、type

---

硬盘结构 

硬盘的逻辑结构

 

•  每个扇区的大小事固定的，为 512Byte。扇区也是磁盘的最小存贮单位。

 

• 硬盘的大小是使用“磁头数×柱面数×扇区数×每个扇区的大小”这样的公式来计算的。
  • 磁头数（Heads）表示硬盘总共有几个磁头，也可以理解成为硬盘有几个盘面，然后乘以二；
  • 柱面数（Cylinders）表示硬盘每一面盘片有几条磁道；
  • 扇区数（Sectors）表示每条磁道上有几个扇区；
  • 每个扇区的大小一般是 512Byte。

硬盘接口 

• IDE 硬盘接口（Integrated Drive Electronics，并口，即电子集成驱动器）也称作“ATA 硬盘”或“PATA 硬盘”，是早期机械硬盘的主要接口，ATA133 硬盘的理论速度可以达到 133MB/s（此速度为理论平均值），IDE 硬盘接口
• SATA 接口（Serial ATA，串口）是速度更高的硬盘标准，具备了更高的传输速度，并具备了更强的纠错能力。目前已经是 SATA 三代，理论传输速度达到 600MB/s（此速度为理论平均值）
• SCSI 接口（Small Computer System Interface，小型计算机系统接口）广泛应用在服务器上，具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU 占用率低及支持热插拔等优点，理论传输速度达到320MB/s

文件系统 

Linux 文件系统的特性

• super block（超级块）
  • 记录整个文件系统的信息，包括 block 与 inode 的总量，已经使用的 inode 和 block 的数量，未使用的 inode 和 block 的数量，block 与 inode 的大小，文件系统的挂载时间，最近一次的写入时间，最近一次的磁盘检验时间等。
• date block（数据块，也称作 block）
  • 用来实际保存数据的（柜子的隔断），block 的大小（1KB、2KB 或 4KB）和数量在格式化后就已经决定，不能改变，除非重新格式化（制作柜子的时候，隔断大小就已经决定，不能更改，除非重新制作柜子）。
  • 每个 blcok 只能保存一个文件的数据，要是文件数据小于一个 block 块，那么这个 block 的剩余空间不能被其他文件是要；
  • 要是文件数据大于一个 block 块，则占用多个 block 块。
  • Windows 中磁盘碎片整理工具的原理就是把一个文件占用的多个 block 块尽量整理到一起，这样可以加快读写速度。
• inode（i 节点，柜子门上的标签）
  • 用来记录文件的权限（r、w、x），文件的所有者和属组，文件的大小，文件的状态改变时间（ctime），文件的最近一次读取时间（atime），文件的最近一次修改时间（mtime），文件的数据真正保存的 block 编号。
  • 每个文件需要占用一个 inode。

Linux 常见文件系统

文件系统	描述
ext	Linux 中最早的文件系统，由于在性能和兼容性上具有很多缺陷，现在已经很少使用
ext2	是 ext 文件系统的升级版本，Red Hat Linux 7.2 版本以前的系统默认都是 ext2 文件系统。于 1993 年发布，支持最大 16TB 的分区和最大 2TB 的文件（1TB=1024GB=1024×1024KB）
ext3	是 ext2 文件系统的升级版本，最大的区别就是带日志功能，以便在系统突然停止时提高文件系统的可靠性。支持最大 16TB 的分区和最大 2TB 的文件
ex4	是 ext3 文件系统的升级版。ext4 在性能、伸缩性和可靠性方面进行了大量改进。ext4的变化可以说是翻天覆地的，比如向下兼容 ext3、最大 1EB 文件系统和 16TB 文件、无限数量子目录、Extents 连续数据块概念、多块分配、延迟分配、持久预分配、快速 FSCK、日志校验、无日志模式、在线碎片整理、inode 增强、默认启用 barrier 等。它是CentOS 6.x 的默认文件系统
xfs	XFS 最早针对 IRIX 操作系统开发，是一个高性能的日志型文件系统能够在断电以及操作系统崩溃的情况下保证文件系统数据的一致性。它是一个 64 位的文件系统，后来进行开源并且移植到了 Linux 操作系统中，目前 CentOS 7.x 将 XFS+LVM 作为默认的文件系统。据官方所称，XFS 对于大文件的读写性能较好。
swap	swap 是 Linux 中用于交换分区的文件系统（类似于 Windows 中的虚拟内存），当内存不够用时，使用交换分区暂时替代内存。一般大小为内存的 2 倍，但是不要超过 2GB。它是 Linux 的必需分区
NFS	NFS 是网络文件系统（Network File System）的缩写，是用来实现不同主机之间文件共享的一种网络服务，本地主机可以通过挂载的方式使用远程共享的资源
iso9660	光盘的标准文件系统。Linux 要想使用光盘，必须支持 iso9660 文件系统
fat	就是 Windows 下的 fat16 文件系统，在 Linux 中识别为 fat
vfat	就是 Windows 下的 fat32 文件系统，在 Linux 中识别为 vfat。支持最大 32GB 的分区 和最大 4GB 的文件
NTFS	就是 Windows 下的 NTFS 文件系统，不过 Linux 默认是不能识别 NTFS 文件系统的，如果需要识别，则需要重新编译内核才能支持。它比 fat32 文件系统更加安全，速度更快，支持最大 2TB 的分区和最大 64GB 的文件
ufs	Sun 公司的操作系统 Solaris 和 SunOS 所采用的文件系统
proc	Linux 中基于内存的虚拟文件系统，用来管理内存存储目录/proc
sysfs	和 proc 一样，也是基于内存的虚拟文件系统，用来管理内存存储目录/sysfs
tmpfs	也是一种基于内存的虚拟文件系统，不过也可以使用 swap 交换分区

常用的硬盘管理命令

df 命令

[root@localhost ~]# df –ahT

• -a    显示特殊文件系统，这些文件系统几乎都是保存在内存中的。
  • 如/proc，因为是挂载在内存中，所以占用量都是 0
• -h   单位不再只用 KB，而是换算成习惯单位
• -T   多出了文件系统类型一列

du 命令

[root@localhost ~]# du [选项] [目录或文件名]

• 选项：
  • -a 显示每个子文件的磁盘占用量。默认只统计子目录的磁盘占用量
  • -h 使用习惯单位显示磁盘占用量，如 KB，MB 或 GB 等
  • -s 统计总占用量，而不列出子目录和子文件的占用量
• du 与 df 的区别：
  • du 是用于统计文件大小的，统计的文件大小是准确的；
  • df 是用于统计空间大小的，统计的剩余空是准确的
• lsof | grep deleted”查看被删除的文件，然后一个进程一个进程的手工 kill 也是可以的

fsck 文件系统修复命令

[root@localhost ~]# fsck –y /dev/sdb1

• 自动修复，不需要手动执行

显示磁盘状态 dumpe2fs

stat 文件名 查看文件的详细时间

判断文件类型 file、type

• file 文件名 判断文件类型
• 外部命令

• 内部命令

• 有别名的命令

• type 命令名 判断命令类型

【注】:参考尚硅谷沈超老师教程