环回文件与挂载

一、什么是环回文件系统？

    环回（loopback）的概念，在很多地方我们都可以看到，出现频率最多的可能就是网络相关的地方了。这里只讨论linux下的环回文件系统。文件系统，这个大家应该都了解，通常，要使用一个文件系统，我们首先要在硬件设备创建文件系统，然后将文件系统挂载在被称为挂载点（mount point）的目录上。那么什么是环回文件系统呢？环回文件系统就是指那些在文件中而非物理设备中创建的文件系统。比如我们可以创建一个文件，然后把这个文件格式化为我们常见ntfs、exfat或者ext4等文件系统格式，然后把它挂载在一个目录上使用。

二、创建一个特定大小的大文件

    ①在创建环回文件之前，我们要先要了解怎样去创建一个特定大小的大文件。先看下面这串命令：

 1: dd if=/dev/zero of=first.file bs=1M count=1

执行结果如下：

（A）

    这个命令会创建一个1MB大小的文件。dd命令是克隆输入的内容，并将副本写入到输出；if（input file）代表输入，stdin、设备文件、普通文件都可以作为输入，这个例子就是用设备文件作为输入；of(output file)代表输出，stdout、设备文件、普通文件等也可作为输出，这个例子是用first.file这个普通文件作为输出；bs代表以字节为单位的块大小（block size，BS），count代表被复制的块数。

    ②接下来查看下我们刚才创建的文件：

（B）

（C）

    我们看到上下两个图出来的结果不一样，因为上面的图（B）是我家里的虚拟机系统LinuxMint，下面的图（C）是我在公司服务器上截的图系统是SUSE，实际上下面的图（C）要更准确一些。其实创建的文件占用空间并不是1MB，比1MB要多，这是为什么呢？主要还是涉及到BS这个概念，具体的原因也比较复杂，真说起来可能又是一片长博客了，大家可以参考这篇文章Linux文件系统十问，腾讯的工程师阐释非常清晰，几乎是我见过的思路和讲解最清楚的文章了（我大腾讯威武！）。

    ③上面的命令里有个/dev/zero，这是一个字符设备，它会不断地返回0值；如果不指定if的值，dd默认会从stdin读取输入，同样，如果不指定of的值，dd会将stdout作为默认输出。上面dd命令的输出结果，我们还看到了这样一条数据：

 1: 1048576 bytes (1.0 MB) copied, 0.00157623 s, 665 MB/s

意思大家也都很容易看出来，由此，我们还可以用dd命令传输大量的数据，来测试硬盘的读写速度，上面的命令里"if=/dev/zero"不产生IO，所以可以用来测纯写速度；同样，用"of=/dev/null"可以测试纯读速度。当然，前提都是要传输大量的数据。从下面的图（D）和图（E）很容易看得出来机器性能的差别。

    三、创建环回文件系统

    ①创建一个1GB大小的文件，图（D）是我在公司截的图，图（E）是我家里的虚拟机：

（D）

（E）

    ②格式化这个1GB的文件：

 1: mkfs.ext4 file.img

(F)

    ③将文件格式化为ext4文件系统，然后我们可以检查下文件系统：

(G)

    四、挂载环回文件

    到了挂载这一步就和我们平常挂载设备文件基本上一样了，但挂载也分几种的：

    ①下面是一种比较偷懒的挂载方法，我们并没有连接到哪个设备上，在内部，这个环回文件会连接到/dev/loop1或者/dev/loop2的设备上，这时候就需要手动连接设备了。

 1: mkdir /mnt/loop

 2: mount -o loop file.img /mnt/loop

 3: losetup /dev/loop1 file.img

 4: mount /dev/loop1 /mnt/loop

    ②上面的方法并不适用于所有的场合，比如我们创建了一个硬盘文件，然后对这个硬盘文件分区并要挂载其中的某个分区，就不能使用mount -o loop了，需要使用下面的方法了。

 1: losetup /dev/loop1 file.img

 2: fdisk /dev/loop1

(H)

在file.img中创建分区并挂载第一个分区：

 1: losetup -o 32256 /dev/loop2 file.img

这里，/dev/loop2就是第一个分区了。其中-o表示偏移量，32256字节是针对DOS分区方案的一个设置，第一个分区自硬盘第32256字节之后开始。同样，我们可以这样设置第二个分区。要卸载的话，就是umount mount_point.