Linux 磁盘与文件系统管理.docx
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Linux磁盘与文件系统管理
Linux磁盘与文件系统管理
磁盘分割（Partition）：
在了解了硬盘的物理组件之后，再接着下来介绍的就是硬盘的分割（Partition）！
为什么要进行硬盘分割？
因为我们必须要告诉操作系统：
『我这块硬盘可以存取的区域是由A磁柱到B磁柱』，如此一来，操作系统才能够控制硬盘磁头去A-B范围内的磁柱存取数据；这就是磁盘分割（Partition）的重点了：
也就是记录每一个分割区（Partition）的起始与结束磁柱！
文件系统：
在告知系统我的partition所在的起始与结束磁柱之后，再来则是需要将partition格式化为『我的操作系统认识的文件系统（Filesystem）』！
不论是哪一种文件系统，数据总是需要储存的！
既然硬盘是用来储存数据的，想当然数据就必须写入硬盘！
刚刚我们提到硬盘的最小储存单位是扇区，不过数据所储存的最小单位并不是扇区，因为用扇区来储存太没有效率了。
怎么说呢？
因为一个扇区只有512Bytes，而磁头是一个一个扇区的读取，也就是说，如果我的文件有10MBytes，那么为了读这个文件，我的磁头必须要进行读取（I/O）20480次！
为了克服这个效率上的困扰，所以就有逻辑区块（Block）的产生了！
逻辑区块是在硬盘分割进行硬盘的分割的格式化时，所指定的『最小储存单位』，这个最小储存单位当然是架构在扇区的大小上面（因为扇区为硬盘的最小物理储存单位啊！
），所以，逻辑区块Block的大小为扇区的2的次方倍数。
此时，磁头一次可以读取一个block，如果假设我们在格式化的时候，指定一个逻辑区块（Block）为4KBytes（亦即由连续的八个扇区所构成一个block），那么同样一个10MBytes的文件，磁头要读取的次数则大幅降为2560次，这个时候可就大大的增加文件的读取效能！
不过，逻辑区块（Block）单位的规划并不是越大越好！
怎么说呢？
因为一个Block最多仅能容纳一个文件（这里指Linux的ext2文件系统）！
这有什么问题呢？
举例来说好了，假如您的Block规划为4KBytes，而您有一个文件大小为0.1KBytes，这个小文件将占用掉一个Block的空间，也就是说，该Block虽然可以容纳4Kbytes的容量，然而由于文件只占用了0.1Kbytes，所以，实际上剩下的3.9KBytes是不能再被使用了，所以，在考虑Block的规划时，需要同时考虑到：
∙文件读取的效能
∙文件大小可能造成的硬盘空间浪费
Linux的EXT2文件系统（inode）：
inode译成中文就是索引节点，它用来存放档案及目录的基本信息，包含时间、档名、使用者及群组等
∙在Linux系统当中，每个文件不止有文件的内容数据，还包括文件的种种属性，例如：
所属群组、所属使用者、能否执行、文件建立时间、文件特殊属性等等。
由于Linux操作系统是一个多人多任务的环境，为了要保护每个使用者所拥有数据的隐密性，所以具有多样化的文件属性是在所难免的！
在标准的ext2文件系统当中，我们将每个文件的内容分为两个部分来储存，一个是文件的属性，另一个则是文件的内容。
为了应付这两个不同的，所以ext2规划出inode与Block来分别储存文件的属性（放在节点inode当中）与文件的内容（放置在Blockarea当中）。
当我们要将一个partition格式化（format）为ext2时，就必须要指定inode与Block的大小才行，也就是说，当partition被格式化为ext2的文件系统时，他一定会有inodetable与blockarea这两个区域。
底下我们分别针对目录与文件来说明：
∙目录：
当我们在Linux下的ext2文件系统建立一个目录时，ext2会分配一个inode与至少一块Block给该目录。
其中，inode记录该目录的相关属性，并指向分配到的那块Block；而Block则是记录在这个目录下的相关连的文件（或目录）的关连性！
∙文件：
当我们在Linux下的ext2建立一个一般文件时，ext2会分配至少一个inode与相对于该文件大小的Block数量给该文件。
例如：
假设我的一个Block为4Kbytes，而我要建立一个100KBytes的文件，那么linux将分配一个inode与25个Block来储存该文件！
要注意的是，节点inode本身并不纪录文件名，而是记录文件的相关属性，至于文件名则是记录在目录所属的block区域！
那么文件与目录的关系又是如何呢？
就如同上面的目录提到的，文件的相关连结会记录在目录的block数据区域，所以当我们要读取一个文件的内容时，我们的Linux会先由根目录/取得该文件的上层目录所在inode，再由该目录所记录的文件关连性（在该目录所属的block区域）取得该文件的inode，最后在经由inode内提供的block指向，而取得最终的文件内容。
挂载点的意义（mountpoint）：
我们上面提到的都是关于文件系统（filesystem），但是要能够让我们的Linux使用的话，非得『挂载（mount）』上我们的Linux系统才行，
举例来说，，我们将硬盘分割为几大部分，同时主要将/与/home设定为两个partition的挂载点。
假设/是接在/dev/hda1，而/home是接在/dev/hda2上面，那么，也就是说，在/home底下的所有次目录，使用的都是/dev/hda2那个partition的资料！
而非/home的则都是使用/dev/hda1的数据！
请注意，挂载点一定是『目录』而不是文件！
也就是说，这个挂载点就是进入该filesystem的入口！
磁盘与目录的容量：
在文字接口底下有什么方法可以查看目前的磁盘最大容量、已经使用掉的容量、目前所在目录的已使用容量？
还有还有，怎么知道目前目录底下使用掉的硬盘容量呢？
以及如何查询目前的inodes数目？
底下我们就来谈一谈主要的两个指令：
df
[root@linux~]#df[-ahikHTm][目录或文件名]
参数：
-a：
列出所有的文件系统，包括系统特有的/proc等文件系统；
-k：
以KBytes的容量显示各文件系统；
-m：
以MBytes的容量显示各文件系统；
-h：
以人们较易阅读的GBytes,MBytes,KBytes等格式自行显示；
-H：
以M=1000K取代M=1024K的进位方式；
-T：
连同该partition的filesystem名称（例如ext3）也列出；
-i：
不用硬盘容量，而以inode的数量来显示
范例：
范例一：
将系统内所有的partition列出来！
[root@linux~]#df
Filesystem1K-blocksUsedAvailableUse%Mountedon
/dev/hda159522523012332263268054%/
/dev/shm19283601928360%/dev/shm
/dev/hda5949264422160487810603%/home
#特别注意，在Linux（FC4）底下，如果df没有加任何参数，那么预设会将系统内所有的（不含特殊内存内的文件系统与swap）都以Kbytes的容量来列出来！
至于那个/dev/shm是与内存有关的挂载，先不要理他！
范例二：
将容量结果以易读的容量格式显示出来
[root@linux~]#df-h
FilesystemSizeUsedAvailUse%Mountedon
/dev/hda15.7G2.9G2.6G54%/
/dev/shm189M0189M0%/dev/shm
/dev/hda59.1G217M8.4G3%/home
#不同于范例一，这里会以G/M等容量格式显示出来，比较容易看！
范例三：
将/etc底下的可用的磁盘容量以易读的容量格式显示
[root@linux~]#df-h/etc
FilesystemSizeUsedAvailUse%Mountedon
/dev/hda15.7G2.9G2.6G54%/
#这个范例比较有趣一点，在df后面加上目录或者是文件时，df会自动的分析该目录或文件所在的partition，并将该partition的容量显示出来，所以，您就可以知道某个目录底下还有多少容量可以使用了！
^_^
范例五：
将目前各个partition当中可用的inode数量列出
[root@linux~]#df-ih
FilesystemInodesIUsedIFreeIUse%Mountedon
/dev/hda11.5M141K1.4M10%/
/dev/shm48K148K1%/dev/shm
/dev/hda52.4M672.4M1%/home
du
[root@linux~]#du[-ahskm]文件或目录名称
参数：
-a：
列出所有的文件与目录容量，因为预设仅统计目录底下的文件量而已。
-h：
以人们较易读的容量格式（G/M）显示；
-s：
列出总量而已，而不列出每个各别的目录占用容量；
-k：
以KBytes列出容量显示；
-m：
以MBytes列出容量显示；
范例：
范例一：
列出目前目录下的所有文件容量
[root@linux~]#du
[root@vbird~]#du
16./.gnome2
16./.ssh
.......中间省略........
292.
#直接输入du没有加任何参数时，则du会分析『目前所在目录』的文件与目录所占用的硬盘空间。
但是，实际显示时，仅会显示目录容量，但我的.目录有很多文件没有被列出来，所以，全部的目录相加不会等于.的容量！
范例二：
同范例一，但是将文件的容量也列出来
[root@linux~]#du-a
12./install.log.syslog
16./.gnome2
16./.ssh
76./install.log
16./.bash_history
4./.bashrc
.......中间省略........
292.
#加上这个-a参数后，就会将目录底下的文件也一起列示出来，
#而不是仅列出文件信息而已！
注意～^_^
磁盘分割：
fdisk
[root@linux~]#fdisk[-l]装置名称
参数：
-l：
输出后面接的装置所有的partition内容。
若仅有fdisk-l时，
则系统将会把整个系统内能够搜寻到的装置的partition均列出来。
范例：
范例：
查阅您的第一颗硬盘内的相关信息
[root@linux~]#fdisk/dev/hda<==仔细看，不要加上数字！
Thenumberofcylindersforthisdiskissetto2494.
Thereisnothingwrongwiththat,butthisislargerthan1024,
andcouldincertainsetupscauseproblemswith:
1）softwarethatrunsatboottime（e.g.,oldversionsofLILO）
2）bootingandpartitioningsoftwarefromotherOSs
（e.g.,DOSFDISK,OS/2FDISK）
#在你进入fdisk这支程序的工作画面后，如果您的硬盘太大的话，就会出现如上讯息。
这个讯息仅是在告知你，因为某些旧版的软件与操作系统并无法支持大于1024磁柱（cylinter）后的扇区使用，不过我们Linux是没问题！
Command（mforhelp）:
m<==输入m后，就会看到底下这些指令介绍
Commandaction
atoggleabootableflag
beditbsddisklabel
ctogglethedoscompatibilityflag
ddeleteapartition
llistknownpartitiontypes
mprintthismenu
naddanewpartition
ocreateanewemptyDOSpartitiontable
pprintthepartitiontable
qquitwithoutsavingchanges
screateanewemptySundisklabel
tchangeapartition'ssystemid
uchangedisplay/entryunits
vverifythepartitiontable
wwritetabletodiskandexit
xextrafunctionality（expertsonly）
#这里注意一下，使用fdisk这支程序是完全不需要背指令的，因为按下m之后立刻就会有一堆指令说明跑出来了！
在上面的指令当中，比较重要的有：
#d删除一个磁盘分割槽、n新增一个磁盘分割槽、p将目前的磁盘分割槽列出来、q不储存离开！
这个重要！
w写入磁盘分割表后离开！
这个危险！
Command（mforhelp）:
p<==这里可以输出目前磁盘的状态
Disk/dev/hda:
20.5GB,20520493056bytes<==硬盘的信息在这底下三行
255heads（磁面）,63扇区s/track,2494cylinders（磁柱）
Units=cylindersof16065*512=8225280bytes
DeviceBootStartEndBlocksIdSystem
/dev/hda1*1765614483183Linux
/dev/hda27661147306841583Linux
/dev/hda3114812741020127+82Linuxswap
/dev/hda41275249497996505Extended
/dev/hda5127524949799618+83Linux
#由上面的信息，您可以知道，我的硬盘是20GB的，而Head/扇区/Cylinder
#的数量为255/63/2494，另外，可以看到上头的Boot吗？
那个地方代表有开机信息的partition！
另外，那个start与end则是指每一个partition的开始与结束的Cylinder（磁柱）号码！
#此外，上头显示的那个Id为主要文件格式的代号，你可以按下l（L的小写）就可以知道我们linux的fdisk认识多少文件系统！
至于Blocks则以KBytes来显示该partition的容量的
Command（mforhelp）:
q
#想要不储存离开吗？
按下q就对了！
不要随便按w啊！
范例：
查阅目前系统内的所有partition有哪些？
[root@linux~]#fdisk-l
Disk/dev/hda:
20.5GB,20520493056bytes
255heads,63扇区s/track,2494cylinders
Units=cylindersof16065*512=8225280bytes
DeviceBootStartEndBlocksIdSystem
/dev/hda1*1765614483183Linux
/dev/hda27661147306841583Linux
/dev/hda3114812741020127+82Linuxswap
/dev/hda41275249497996505Extended
/dev/hda5127524949799618+83Linux
Disk/dev/hdb:
30.7GB,30735581184bytes
255heads,63扇区s/track,3736cylinders
Units=cylindersof16065*512=8225280bytes
DeviceBootStartEndBlocksIdSystem
/dev/hdb1*136332918204183Linux
#由于我的这个系统有两颗硬盘，下达fdisk-l的话，所有的partition都看到了！
另外，我可以确定我的/dev/hdb还有剩余空间！
因为由上面的信息看来，
#我的/dev/hdb的磁柱应该可以到3736，但是目前只用到3633，所以，
#就肯定还有剩余空间拉！
等一下我们就用这个来测试！
这个fdisk只有root才能执行，我们知道可以利用fdisk来查阅硬盘的partition信息外，底下再来说一说进入fdisk之后的几个常做的工作！
Tips:
你可以使用fdisk在您的硬盘上面胡搞瞎搞的进行实际操作，都不打紧，但是请『万记住，不要按下w即可！
』离开的时候按下q就万事无妨！
删除磁盘分割槽
刚刚的fdisk结果当中，我知道我的/dev/hdb仅有/dev/hdb1而已，那么假设我要将这个/dev/hdb1删除的话，可以怎么做？
1.fdisk/dev/hdb：
先进入fdisk画面；
2.p：
先看一下扇区的信息，假设要杀掉/dev/hdb1；
3.d：
这个时候会要你选择一个partition，就选1！
4.w（or）q：
按w可储存到磁盘数据表中，并离开fdisk；当然，如果你反悔了，呵呵，直接按下q就可以取消刚刚的删除动作了！
[root@linux~]#fdisk/dev/hdb
1.先看看整个结果是如何～
Command（mforhelp）:
p
Disk/dev/hdb:
30.7GB,30735581184bytes
255heads,63扇区s/track,3736cylinders
Units=cylindersof16065*512=8225280bytes
DeviceBootStartEndBlocksIdSystem
/dev/hdb1*136332918204183Linux
2.按下d给他删除吧！
Command（mforhelp）:
d
Selectedpartition1
#因为我们这个磁盘仅有1个partition，所以系统会自动帮我们～
Command（mforhelp）:
p
Disk/dev/hdb:
30.7GB,30735581184bytes
255heads,63扇区s/track,3736cylinders
Units=cylindersof16065*512=8225280bytes
DeviceBootStartEndBlocksIdSystem
#『看』不见了！
partition就这样不见了！
Command（mforhelp）:
q
#这里仅是做一个练习而已，所以，按下q就能够离开～
新增磁盘分割槽
那么如何新增partition呢？
以刚刚的/dev/hdb为例，我的/dev/hdb有一个/dev/hdb1，而且还有剩余空间，那我如何利用？
1.fdisk/dev/hdb：
先进入fdisk画面中；
2.n：
新增一个扇区，这个时候系统会问你，如果您已经具有extended（扩展分区）扇区时，那么系统会问您，您要新增的是Primary（主分区）还是Logical（逻辑分区），而如果您还没有extended，那么系统仅会问你要新增（主分区）Primary还是（扩展分区）Extended。
除此之外，如果您已经用完了四个P主+E扩的话，那么就仅有（逻辑分区）Logical可以选择！
如果是选择primary的话，请按p，否则请按e（extended）或l（logical）。
3.p：
由于选择为primary所以就会按下p！
4.1-4：
primary只允许四个，所以这里请按尚未被使用的那一个扇区！
5.w：
同样的储存离开！
好了，假设想要将我刚刚的/dev/hdb剩余空间分为两个分割槽，一个是primary，另一个则是logical，且primary只要100MBytes就够了！
其它的都分给logical，那可以这么做！
[root@linux~]#fdisk/dev/hdb
Command（mforhelp）:
n
Commandaction
eextended
pprimarypartition（1-4）
p<==就是这里！
可以自行决定是p还是e！
Partitionnumber（1-4）:
4<==编号可以随意！
Firstcylinder（3634-3736,default3634）:
<==这里按下Enter就会使用默认值
Usingdefaultvalue3634
Lastcylinderor+sizeor+sizeMor+sizeK（3634-3736,default3736）:
+100M
#这个地方有趣了！
我们知道partition是由n1到n2的磁柱（cylinder），
#但是我们对于磁柱的大小不容易掌握！
这个时候可以填入+100M来让系统自动帮我们找出
#『最接近100M的那个（磁柱）cylinder号码』！
因为不可能刚好等于100MBytes！
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