磁盘与文件系统管理
superblock：记录file system的整体信息，包括inode/block的总量、使用量、剩余量以及文件系统的格式与相关信息
inode：记录档案的属性，一个档案占用一个inode，同时记录此档案的数据所在的block号码
block：实际记录档案的内容，档案较大时会占用多个block. 每个block内只能放置一个档案的数据，如果档案小于block，该block剩余的空间不能被继续使用
以上为索引式文件系统。文件系统一开始就将inode与block规划好了，除非重新格式化（或使用resize2fs等指令变更文件系统大小），否则inode和block固定后就不再变动
当文件系统较大时，将所有的inode与block放置在一起会因为数量太大而不便管理，因此Ext2文件系统在格式化时是区分为多个block group的，每个group中都有独立的inode/block/superblock
一般将inode table(就是一堆inode)与data block称为数据存放区，其他例如superblock、block bitmap与inode bitmap等称为metadata（中介资料）
inode记录的内容：
档案的存取模式(rwx)，档案的拥有者与group，档案的容量，atime，ctime，mtime，档案真正的指向，SUID等
inode特点：
每个inode大小均为128B，每个档案只占有一个inode，系统读取档案时先找到inode并分析inode所记录的权限与用户是否符合，若符合才能开始读取block内容
inode记录block号码的区域分为12个直接，1个间接，1个双间接，1个三间接
superblock记录的信息：
inode与block的总量，已使用与未使用的inode/block数量，block与inode的大小，file system的挂载时间、最近一次写入数据的时间等文件系统的相关信息，valid bit，若此文件系统已被挂载则为1，否则为0
一个文件系统应该只有一个superblock，除了第一个block group内会含有superblock之外，后续的block group不一定有superblock，若有则是为第一个block group中的superblock做备份
Filesystem Description：描述每个block group开始与结束的号码，说明每个区段(superblock, bitmap, inodemap, data block)分别介于哪一个block号码之间
block bitmap：记录哪些block是空的
inode bitmap：记录使用与未使用的inode号码
对目录来说，inode记录该目录的相关权限、属性以及分配到的block号码，而block则记录这个目录下的文件名与该文件名所占用的inode号码（hard link就是在这个block中增加了一个文件名与inode对应关系的记录）
日志式文件系统：
在filesystem中划出一个区域专门记录写入或修改档案的步骤
1 当系统要写入一个档案时，会先在日志记录区块中记录某个档案准备要写入的信息
2 开始写入档案，更新metadata数据
3 完成数据与metadata的更新后，在日志记录区块中完成该档案的记录
在数据的记录过程中如果发生了问题，系统只要检查日志记录区块，就可以知道哪个档案发生了问题，再针对该问题进行一致性检查即可
为了解决CPU 与硬盘的读写速度差，Linux使用异步处理方式，不定期将内存中的Dirty数据写回硬盘
将文件系统与目录树结合的动作成为挂载，挂载点是目录，该目录为进入文件系统的入口
Linux通过Virtual Filesystem Switch的核心功能去读取filesystem，因此使用者不需要知道每个partition上的filesystem是什么
dumpe2fs：列出文件系统的详细信息
df：列出文件系统的整体磁盘使用量（读取的主要是superblock中的信息，所以显示结果的速度很快）
-h：以易阅读的GB，MB，KB等格式显示
-i：以inode的数量来显示
du：评估文件系统的磁盘使用量（直接到文件系统中搜寻数据）
-h：以易阅读的GB，MB，KB等格式显示
-s：列出总量，不列出每个目录的占用量
hard link：
在某个目录下新增一笔档名链接到inode号码的记录，所以磁盘空间与inode数目都不变。ls指令显示结果中权限后的数字为“连接”，表示有多少个档名链接到这个inode号码
hard link最大的好处是安全，即使将任何一个档名删除，inode和block还在，此时可以通过另一个档名读取正确的档案数据
但是hard link不能跨Filesystem，也不能link目录。
symbolic link：
建立一个新的档案，这个档案会让数据读向link到的档案的档名（类似windows中的快捷方式），会用掉inode与block。当修改symbolic link时，更改的是原始档案
ln [-sf] 源文件 目标文件
-s：symbolic link，若没有参数则为hard link
-f：如果目标文件存在则将目标文件移除后再建立
建立新目录时，新目录的link数为2（本身+./），上层目录的link数会加1（.. /）
fdisk [-l] 装置名称
-l：输出后面装置所有的partition内容，若仅有fdisk -l时，则系统会把所有能找到的装置的partition列出来
fdisk /dev/sdb：对/dev/sdb进行分区修改。fdisk无法处理大于2TB的磁盘分割槽
修改完成后，用partprobe让核心强制重新捕捉partition table
分割完成后要用mkfs对文件系统进行格式化
mkfs [-t 文件系统格式] 装置文件名
格式化详细信息的设置：mke2fs
mke2fs [-b block大小] [-i block大小] [-L 标头] [-cj] 装置
-b：设定block大小
-i：每多少byte分配一个inode
-c：检查磁盘错误，下达一次-c时会进行快速读取测试，下达两次-c -c时会测试读写
-L：后接标头名称（label）
-j：加入journal成为ext3格式，若没有该参数则为ext2格式
fsck：进行文件系统检查，只有档文件系统有问题时才使用，正常情况下使用可能会对系统造成伤害。执行该指令时，被检查的partition不能挂载在系统上，必须卸载
fsck [-t 文件系统] [-ACay] 装置名称
-t：后接文件系统，不过Linux可以通过superblock自动分辨文件系统，通常不需要使用该选项
-A：根据/etc/fstab的内容对需要的装置进行扫描
-a：自动修复检查有问题的扇区
-y：与-a类似，但某些filesystem仅支持-y
-C：显示检查进度
ext2/ext3的额外选项：
-f：强制进入细部检查（一般fsck没有发现unclean的flag时是不会进行细部检查的）
-D：针对文件系统下的目录进行优化配置
磁盘挂载与卸载：
1. 单一文件系统不应该被重复挂载在不同的挂载点（目录）中
2. 单一目录不应该重复挂载多个文件系统
3. 作为挂载点的目录理论上应该是空目录（若目录非空，挂载后目录中的文件会被暂时隐藏）
mount -a：一站配置文件/etc/fstab的数据将所有未挂载的磁盘进行挂载
mount -l：只输入mount会显示目前挂载的信息，加上-l可增列label名称
mount [-t 文件系统] [-L label名] [-o 额外选项] [-n] 装置文件名 挂载点
-t：类似mkfs，可加上文件系统种类来制定欲挂载的类定
-n：通常系统会将实际挂载的情况写入/etc/mtab中，但在某些情况下（如单人维护模式）为了避免问题会不写入，需要加上参数-n
-L：除了使用装置文件名（如/dev/sdb9）外，还可以利用文件系统的标头名称（label）进行挂载（可以用dumpe2fs查询标头名称）
-o：后接挂载时的额外参数
ro, rw：挂载文件系统成为只读（ro）或可擦写（rw）
sync, sync：使用同步写入或异步写入内存机制
auto, noauto：是否允许该partition被mount -a自动挂载
dev, nodev：是否允许在此partition上建立装置档案
suid, nosuid：是否允许此partition上含有SUID/SGID的文件格式
exec, noexec：是否允许此partition上拥有可执行的二进制档案
user, nouser：是否允许此partition让任何使用者进行mount（一般只有root可以进行）
defaults：默认值为：rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async
remount：重新挂载
mount --bind 目录1 目录2：可将目录1挂载到目录2下
umount [-fn] 装置文件名或挂载点：卸载装置档案（注意卸载目录的挂载时一定要用挂载点，即目录）
-f：强制卸载
-n：不更新/etc/mtab的情况下卸载
mknod 装置文件名 [bcp] [major] [minor]：
装置种类：
b：设定装置为周边存储设备档案，如硬盘
c：设定装置为周边输入设备档案，如键盘、鼠标
p：设定装置成为FIFO档案
major：主要装置代码
minor：次要装置代码（二者可以通过ll设备得到，major为group后第一个数据，minor为第二个）
e2label 装置名称 新的label名称：修改标头
优点：无论磁盘文件名怎么变动，无论磁盘插在哪个IDE/SATA接口都不受影响
缺点：硬盘的label不能重复
tune2fs [-jlL] 装置名
-l：类似dumpe2fs -h，将superblock中的数据读取出来
-j：将ext2的filesystem转换为ext3
-L：类似e2label，修改filesystem的label
可以通过修改/etc/fstab进行开机挂载。系统挂载的限制：
1. 根目录/必须是挂载的，并且一定要先于其他mount point进行挂载
2. mount point必须是已建立的目录
3. 所有mount point在同一时间内只能挂载一次
4. 所有partition在统一时间内只能挂载一次
5. 如果进行卸载，必须先将工作目录移动到mount point及其子目录之外
/etc/fstab的内容：
1. UUID：系统为存储设备提供唯一的标识字符串。无论一个存储设备插在哪个槽，装置或label名变成什么，该装置的UUID是固定不变的
2. mount point：挂载点（目录）
3. type：文件系统的类型，如ext2/ext3，vfat等
4. mount option：file system的挂载选项，参考mount -o的选项
5. dump：0代表不进行dump备份，1代表每天进行dump备份，2代表不定日期进行dump备份操作
6. pass：开机过程中fsck会检查file system是否clean。0代表不需要检查，1代表最先检查（一般只有根目录），2代表在1之后检查
如果在分割时只分割出了一个根目录，没有多余的容量进行分割，根目录又很大，这时候可以制作一个大档案，然后将其挂载，作为一个新的分割槽使用。在建立档案并格式化以后，可利用【mount -o loop 档案 挂载目录】将新建立的档案挂载到制定目录
使用实体分割槽建立swap：（可以参考上面建立“新分割槽”的方法建立swap）
1. 使用fidsk分割出一个分割槽作为swap
2. 格式化 [mkswap 装置文件名]
3. 启动swap [swapon 装置文件名]
成功之后可以用free来观察内存用量，也可以用swapoff关掉swap file
boot sector和superblock的关系：
开机管理程序一般安装到superblock中，但boot sector也可以独立出来而不放到superblock中。superblock的大小为1024B，并且需要在最前面保留出1024B来安装开机管理程序。所以，
1. block为1024B时，boot sector和superblock各占一个block（boot sector占据0号block，superblock从1号block开始）
2. block大于1024B（2K，4K）时，superblock会在0号block，并且0号block除去boot sector和superblock的信息后剩余的空间将会被保留（更好的选择）
当磁盘容量大于2TB时，fdisk便无法支持，只能用parted进行分割
parted [装置] [指令 [参数]]
指令：
新增分割：mkpart [primary/logic/extended] [ext3/vfat] 开始 结束
显示分割表：print
删除分割：rm [partition]