如何在Linux上创建文件系统

    谈到如何创建文件系统，在这里就不得不提一下什么是文件系统，在百度上搜索得到的定义是这样的：操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统，简单的看这个概念可能感觉还是有点茫茫然，其实简单的说，就是定义磁盘存取数据的一种逻辑组织，我们都知道磁盘是一种存储数据的硬件，首先但这个硬件的工作当然不是无序的，他首先得遵循一定的规则，而文件系统就是给磁盘存取文件系统定义规则的。

        因此，文件系统是建立在磁盘上的，如此一来，我们就应该聊聊磁盘的结构了，磁盘大致可分为，旋转马达，磁盘片，固定连杆及磁头，磁头划过盘片的一周称作为磁道（track），而在每个磁道按512Byte划分若干个相同的等分即是扇区（sector）。为了我提高磁盘的工作效率，我们通常会在多个盘面上同时存取，所以在多个盘片面上都分别有磁头，连杆统一移动磁头在多个盘面上停留在不同的盘面相同的磁道上，多个盘面的磁道组成的至上而下平面乃称之为柱面（sylinder），相关概念原理可以参照下面一张图片

        

        为了更好的更安全的管理磁盘数据，我们通常会对磁盘按柱面进行分区，我们知道越靠盘片外的柱面磁头划过的时间消耗便越长，读取的速度就会越低，因此在我们windows机器上的靠后的分区会感觉到相比C盘慢一些，在这里还得说明一点，在磁盘上的0磁道0扇区的512Byte是保存MBR（master boot record）的，在mbr里446Byte是存放bootloader的，64Byte存放分区表信息，每16Byte标识一个分区，所以理论上我们的磁盘分区最多只能四个，而为了适应多场景，业务的需求必须多使用分区时，通常在第4块分区中引入扩展分区，在扩展分区中来添加更多的分区突破这个限制，剩下的2Byte用来标识magic number。

        创建文件系统并且能够使用可分为三步：

            1.首先给硬盘分区

                在分区前先要介绍下相关硬盘按接口可以分成几个类型：

                    并口：个人pc一般是IDE的为主，速率大致是133M/s

                               企业级SCSI，速率是640M/s

                    串口： SATA：6Gbps

                                SAS：6Gbps

                                USB：480MB/s

                在centos5，除了IDE接口的硬盘上设备显示是/dev/hd*以外，SCSI,SATA,SAS,USB都                   是/dev/sd*,但是在centos6以上的版本中，都是/dev/sd*。 我们使用的分区管理工具                 主要有fdisk, parted, sfdisk，主流还是使用fdisk，但是fdisk最多只能分区15个，                 具体命令参数如下：

                    fdisk device

                            p: print, 显示已有分区；

                            n: new, 创建一个新的分区

                            d: delete, 删除一个已经存在的分区

                            w: write, 创建好的分区写入磁盘并退出

                            q: quit, 放弃创建好的分区并直接退出

                            m: 获取帮助

                            l: 列表所分区id

                            t: 调整分区id

                 eg：在我的虚拟机上创建分区

                        1.首先查看一下我的机器上的分区情况，使用fdisk -l

                        

                可以看的出来，我只使用了3个分区，还有一个分区可使用的，但是总容量却不够使用了，所以我得先在虚拟机上加一块硬盘 ，看箭头指示的另外一个多出来的磁盘如下图

                        

                接下来我们来进行分区

                        

            这个是我整个创建一个500M的，类型为Linux的主分区，大致过程就是这样，然后查看内核是否识别到我新创建的分区，可以cat /proc/partitions,一般分区完成且保存退出之后，要执行partx -a /dev/sdb同步到内核当中去

            2.初始化文件系统

                   首先还是先了解文件系统都有哪些

                    linux的文件系统：ext2,ext3,ext4,vfat,xfs,btrfs,reiserfs,jfs,swap(交换分区)

                    windows：fat32,ntfs

                    网络文件系统：NFS，CIFS(windows网上邻居)

                    集群文件系统：GFS2, OCFS2

                    分布式文件系统：ceph,moosefs, mogilefs, GlusterFS, Lustre

                我们在创建文件系统的时候必须满足两个条件，1.在内核模块中得有我们需要的类型文件系统，否则还得安装模块，2，在用户空间得有创建文件系统支持的工具，如：mkfs.ext4,mkfs.xfs,mkfs.vfat等等。我们来试着用之前已经建好的分区来初始化文件系统

            

 

            至此文件系统初始化完成了，注意mkfs.ext4这个“.”也可以换成 “-t” ，如mkfs -t ext4，在老的版本中的centos，创建文件系统会使用这个命令mke2fs，它是ext系列文件系统的专用工具，具体使用如下：

        mke2fs：ext系列文件系统专用管理工具

            -t {ext2|ext3|ext4}指定哪种类型的文件系统

            -b {1024|2048|4096} 指定块大小

            -L 'LABEL'设定卷标

            -j: 相当于 -t ext3，文件系统增加日志

                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 #：为数据空间创建个多少个inode；

            -m #: 为管理人员预留的空间占据的百分比；默认是5%

            -O FEATURE[,...]：启用指定特性

                -O ^FEATURE：关闭指定特性

        我们也来看看使用mke2fs创建文件系统的效果

        1.首先还是创建分区/dev/sdb2

        2.创建完成后使用mke2fs创建文件系统

            

        在上图中，我创建了个卷标为mydata且不带日志的文件系统，如果我想升级为带日志的文件系统ext3，这里也要介绍下更改文件系统相关属性的命令tune2fs

        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；

        将文件系统修改为ext3，参照上面的命令参数直接敲入tune2fs -j /dev/sdb2,如图

      

            3.挂载文件系统