文件系统

今天开始进入Linux文件系统的学习，在文件系统的学习当中，需要注意以下几点：1.Linux与window文件系统的差别。2.Linux文件系统的基本概念。3.Linux文件系统磁盘管理的常用指令和功能。4.管理Linux的文件系统（磁盘）。根据以上四点来介绍本文。

1.Linux和windows文件系统

Linux和window系统的文件系统完全不同，首先看看window的文件系统的发展：最初window的文件系统为FAT，是DOS时代的主流，现在只有在存储卡和U盘上还能看得到。 FAT32是FAT16的升级，从98开始应用，分区有32G的限制，单文件大小不能超过4G（这种文件系统的U盘不能考超过4G大小的文件）。NTFS全面超越FAT32的性能，是现在的主流文件系统（win7的文件系统）。支持的分区大小可以达到2TB。支持文件夹压缩。支持动态磁盘功能。，文件可以夸磁盘存储。window无论是那个一个文件系统，使用久了都会产生磁盘碎片，以最新的NTFS文件系统为例:当一个文件系统存入磁盘时，系统会把它存放在靠近磁盘开始的地方并留有一定的“缓冲区”以处理文件扩大的情况，第二个文件会紧接着第一个文件放着。由于“缓冲区”有一定的限制，当文件扩大后，就会没有留给文件足够的增长空间，经过一段时间则会产生磁盘碎片。微软的DOS和windows文件系统文件结构采用树型结构，在DOS和 windows中这样的树型结构的根是磁盘分区的盘符（如C:），有几个分区就有几个树型结构，他们之间的关系是并列的。可以使用cd命令来切换目录，有趣的是：在命令行下目录结构Windows是“\”，而Linux是“/”.

而在Linux中，文件系统有ext2,ext3（在ext2基础上有日志功能来记录错误、历史等）,ext4等，他的文件存放原理和windows不同，他是将整个文件分散到整个磁盘上，每个文件之间都留有相当巨大的空闲空间，当文件被修改、体积增大、文件系统会尝试转移整个文件夹来消除碎片，所以Linux下没有磁盘碎片的整理。但是当磁盘快要装满时，你会发现开始（>80%）有很多磁盘碎片，不管怎样，正常使用情况下是不用担心的。Linux系统中每个分区都是一个文件系统，都有自己的目录层次结构,每个文件系统必须挂在才能使用，根目录是挂在的顶层。如几个重要的目录：/etc 系统管理和配置文件、/home 用户主目录的基点，比如用户user的主目录就是/home/user，可以用~user表示。

2.文件系统的基本概念

明白磁盘-磁柱-磁道-扇区的物理结构，以及Linux对磁道的划分。此处略。硬盘的分区，在Linux中，要掌握磁盘分区，重点在MBR（主引导记录），扩展分区，逻辑分区。MBR（主引导记录）：它主要存放硬盘的信息，他是整个硬盘最重要的区域，一旦MBR物理实体损坏，整个硬盘差不多就报废了。般来说，MBR有512个字节，且可以分为两个部分。
(1)第一部分有446个字节，用于存放引导代码，即bootloader。
(2)第二部分有64个字节，用于存放磁盘分区表.其中，每个分区的信息需要用16个字节来记录。因此，一个硬盘最多可以有4个分区（至少有一个主分区），这4个分区称之为主分区和扩展分区(extended)。
注：通常所说的"硬盘分区"就是指修改磁盘分区表，它定义了"第n个磁盘块是从第x个柱面到第y个柱面".因此，当系统要读取第n个磁盘块时，就是去读硬盘上第x个柱面到第y个柱面的信息。
由于扩展分区只能有一个(<=1)，所以这4个分区可以是4个主分区或者3个主分区加1个扩展分区，如下所示：
P + P + P + P
P + P + P + E
重点说明的是，扩展分区不能直接使用，还需要将其划分为逻辑分区(因为扩展分区里面实际存储的是扩展分区的一些信息表，类似链接文件中的软连接)才行，这样就产生了一个问题，既然扩展分区不能直接使用，但为什么还要划分出一定的空间来给扩展分区呢？这是因为，如果用户想要将硬盘划分为5个分区的话，那该如何？此时，就需要扩展分区来帮忙了。
由于MBR仅能保存4个分区的数据信息，如果超过4个，系统允许在额外的硬盘空间存放另一份磁盘分区信息，这就是扩展分区.若将硬盘分成3P+E，则E实际上是告诉系统，磁盘分区表在另外的那份分区表，即扩展分区其实是指向正确的额外分区表.本身扩展分区不能直接使用，还需要额外将扩展分区分成逻辑分区才能使用，因此，用户通过扩展分区就可以使用5个以上的分区了。
Attention!!!
(1)实际上，不建议用户将硬盘分为4个主分区，这是因为，假如一个20GB的硬盘，若4个主分区占据了15GB的空间，则剩下的5GB空间完全不能使用，因为已经没有多余的分区表可以记录这些空间了。
(2)考虑到磁盘的连续性，一般建议将扩展分区放在最后面的柱面内。

在Windows操作系统中，是先将物理地址分开，再在分区上建立目录.在Windows操作系统中，所有路径都是从盘符开始，如C://program file。Linux正好相反，是先有目录，再将物理地址映射到目录中。在Linux操作系统中，所有路径都是从根目录开始。Linux默认可分为3个分区，分别是boot分区、swap分区和根分区，其实根目录下的多数文件都是一个分区，比如/home分区，等。

3.Linux文件系统（磁盘管理）的基本命令

磁盘管理涉及到，1.格式化（root权限下的fdisk），2.磁盘分区，3.分区的挂载（mount），4，卸载（umount）.在这些过程中，会涉及到磁盘空间的查看，分区的查看等。主要命令如下：

1 df -h 用于报告文件系统的总容量，使用量，剩余容量。
2 du -b /home 查看目前/HOME目录的容量(k)及子目录的容量(k)。
3 fdisk -l 查看系统分区信息
4 fdisk /dev/sda 为一块新的SCSI硬盘进行分区
5 mkfs.ext3 /dev/sda1为第一块SCSI硬盘的第一主分区格式化成ext3的文件系统
# mkfs.ext2 /dev/sda2 格式化成ext2文件系统
6 mount -t 文件系统类型 设备路经 访问路经
# 文件系统类型 ISO9660 光驱文件系统 vfat Fat文件系统(windows) 挂载光驱
# mount –t iso9660 /dev/cdrom /mnt/cdrom 挂载FAT
# mount –t vfat /dev/hda5 /mnt/cdrom 挂第一个ide的第五个逻辑分区
7 umount /mnt/cdrom 卸载/mnt/cdrom为空

4.管理文件系统

主要是利用3.中的一些命令在实现自己的磁盘划分，由于是新手，这里不敢轻易尝试，以免破坏磁盘，待以后有必要的时候在尝试。这里补充以下，默认情况下，Linux系统能识别window的ntfs系统，以及U盘，因为这个也是系统挂载来实现的。默认也会挂载到Linux的文件系统中。