文件系统解析

文件系统相关概念：

    文件系统示意图：

    block（块）：文件系统的基本存储单元，格式化时决定块大小，大小可以是有1024,2048,4096字节

    superblock（超级块）：保存整个分区中的全局信息（有多少块组，每个块组有多少块，空闲inode，块大小等，至关重要，允许备份超级块)，使用tune2fs -l可以查看

    block group（块组）：相当于分区下面的子分区，方便在大分区上快速查找可用空间，大小取决于块大小，使用dumpe2fs可以查看

    GDT:块组描述表，当前分区上每一个块组的块组名，每一个块组的边界信息（从哪个块起始和到哪个块结束）

     block Bitmap（块位图）：置位0代表未曾使用，1代表已经被使用，用于加速查找空闲磁盘块（使磁盘不需要遍历查询整个磁盘寻找空闲磁盘块，只要扫描bitmap的置位即可）

    Inode中存储数据相关属性（权限，属主数组，inode号，大小，位置等），直接或间接指向文件存储到的磁盘块的位置

    inode bitmap（索引节点位图）分为inode位图和块位图，顾名思义，inode位图用于加速检索空闲inode

    目录：目录其实是一张表，每一行都是inode号码和目录下文件名称的对应条目

    那么我们如何在磁盘上增删文件呢？

        新建一个文件：例如/var/test.txt  1.扫描inode位图找到一个空闲inode并占用，根据/var对应的inode找到目录对应的磁盘块，找到目录条目，新建test.txt，并且将刚刚扫描到的空闲inode所引导它-----------如果往这个文件里存储数据，找空闲磁盘块，找到块位图，分配几个块给它，如果存完发现分配的块没用完则回收未分配的块

        删除一个文件：首先inode号码在位图上标记为空，目录上标记的文件名删掉，块位图上把文件原先存储的块标记为未使用，但是不会清空磁盘块上存储的数据，下次存储直接覆盖就行（数据删除可以恢复的原理），文件粉碎就是删除文件同时清空了磁盘块

    1.磁盘分区：

        分区工具：fdisk，cfdisk，sfdisk等，这里以fdisk为例

            fdisk：对于一块硬盘来讲，最多只能管理15分区；
            # fdisk -l [-u] [device...]

            # fdisk device

            子命令：管理功能
                p: print, 显示已有分区；
                n: new, 创建
                d: delete, 删除
                w: write, 写入磁盘并退出
                q: quit, 放弃更新并退出
                m: 获取帮助
                l: 列表所分区id
                t: 调整分区id
    TIPS：分区完成后需要通知内核重新加载分区表以识别新加入的分区
        查看内核是否已经识别新的分区：
            # cat /proc/partations

        通知内核重新读取硬盘分区表：
            partx -a /dev/DEVICE
                -n M:N

            kpartx -a /dev/DEVICE
                -f: force

            CentOS 5: 使用partprobe
                partprobe [/dev/DEVICE]

    2.文件系统：了解了基本概念，下面我们围绕ext3文件系统进行讲解

    ext3文件系统：相比之前的文件系统多了日志功能，日志功能可以帮助快速恢复数据，检测文件系统错误

    想要查看当前情况内核支持哪些文件系统，使用 cat /proc/filesystem命令

    格式化工具：

        1.mkfs

            2.mke2fs：专用于管理ext系列文件系统的工具

            -t {ext2|ext3|ext4}
            -b {1024|2048|4096}
            -L 'LABEL'
            -j: 相当于 -t ext3
                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；此大小不应该小于block的大小；
            -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；
            -O FEATURE[,...]：启用指定特性
                -O ^FEATURE：关闭指定特性

             mke2fs -S 可以重新生成超级块(如果失败则数据丢失，需要谨慎处理)

        3.mkswap：创建交换分区

            mkswap [options] device
                -L 'LABEL'
            前提是：磁盘分区时调整其分区的ID为82；

    查看类常用工具：
        1.blkid：块设备属性信息查看
            blkid [OPTION]... [DEVICE]
                -U UUID: 根据指定的UUID来查找对应的设备
                -L LABEL：根据指定的LABEL来查找对应的设备

            UUID：统一全局标示符，用于唯一标识磁盘设备

        2.e2label：管理ext系列文件系统的LABEL
            # e2label DEVICE [LABEL]

            3.tune2fs：重新设定ext系列文件系统可调整参数的值
            -l：查看指定文件系统超级块信息；super block
            -L 'LABEL'：修改卷标
            -m #：修预留给管理员的空间百分比
            -j: 将ext2升级为ext3
            -O: 文件系统属性启用或禁用
            -o: 调整文件系统的默认挂载选项
            -U UUID: 修改UUID号；

        dumpe2fs：
            -h：查看超级块信息

    文件系统检测类工具：
        fsck: File System Check
            fsck.FS_TYPE
            fsck -t FS_TYPE
                -a: 自动修复错误
                -r: 交互式修复错误

                Note: FS_TYPE一定要与分区上已经文件类型相同；

        e2fsck：ext系列文件专用的检测修复工具
            -y：自动回答为yes;
            -f：强制修复；

超级块损坏解决办法：

错误：mount: wrong fs type, bad option, bad superblock on 
/dev/sde1,
or too many mounted file 
systems

查看备份超级块位置：

方法1使用mkfs命令  -n 参数表示只列出文件系统的信息，并不真的格式化分区

方法2 使用dumpe2fs也可以显示超级块备份位置

注意：文件系统创建时的动作并打印出备份超级块的位置，给出的位置缺省是以4k为单位的，mount 
在使用时需要为它提供以1k为单位的偏移，需要乘4：

 

临时解决方案：

使用备份超级块挂载文件系统(此时遵照上面32768乘以4后是131072)

mount.ext4 -osb=131072 /dev/hdb1 /mnt

 

永久解决方案：

使用备份超级块修复

fsck.ext4 -b32768 /dev/sdb1  -b指定备份超级块位置