04 文件系统管理 -- 系统-优快云博客

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本文详细介绍了硬盘的初始化与识别过程、分区管理、文件系统格式化及维护等内容。重点讲解了MBR信息、分区类型、文件系统属性设置、虚拟内存配置、自动挂载设置以及常见文件系统的使用技巧。

1.系统在初始化时如何识别硬盘

系统在初始化时根据Master Boot Record(MBR)中的信息来识别硬盘, 包括:

可执行文件用来载入操作系统(即MBR中前446bytes的Boot Loader程序)
Partiton table(16x4=64bytes) 每个分区表储存以下三个信息:
1. Partition id 常见的有以下几种
  - 0x5(or 0xf) -Extended
  - 0x82 -Linux swap
  - 0x83 -Linux
  - 0x8e -Linux LVM
  - 0xfd -Linux RAID auto
2. 分区的起始磁柱
3. 分区中有多少个磁柱

2.硬盘分区

当四个主分区不够用时,拿其它一个分区作为扩展分区来增加额外的分区.
Linux kernel支持的最大分区数
1. IDE硬盘最多支持63个分区
2. SCSI硬盘最多支持15个分区
硬盘分区的目的:1. 方便用户分类存放资料 2.提升性能(碎片与缩小搜索文件范围)
3.方便磁盘的quota操作 4.方便文件的备份与恢复

3.建立分区

使用fdisk 建立磁盘分区例: # fdisk /dev/sda 回车后输入m,查看操作帮助 (1个磁柱大小为8M)
partprobe 重新初始化kernel在内存中的分区表:因为分区完成后会提示kernel仍使用旧的分区表

4.格式化分区
每个分区包含:引导扇区(boot sector)、superblock及普通数据块,每隔一些数量的block会形成group。其中super block用来记录这个分区总共切成多少块，有多少inode,已经用掉多少个块多少个inode等信息，一旦super block损坏，这个分区将无法使用，所有在一个分区里,每隔一些block就会备份一个superblock.
mke2fs [options] device

-b 设定每个datablock是多少bytes (预设为1024bytes=1K)
-c 在格式化前检查是否有损坏的块
-i 指定每个inode大小
-N 设定inode的总数量
-m 指定要保留多少百分比的空间给root帐号(默认5%)
-L 为分区设卷标
-j 格式化成ext3分区

5.将ext2分区转成ext3

ext2和ext3的对比 ：

ext2和ext3磁盘格式基本相同，只是ext3会将硬盘的最后一块空间拿来存放journel记录。
- ext2写入信息到硬盘时，并非马上写入，而是先写到Buffer(缓冲区)里，当Buffer满时才会写入硬盘。
- ext3同样也是将信息先写到Buffer,当Buffer写满时，要通知资料写入硬盘前会先通知journel.然后才把资料写入硬盘。当信息写入硬盘后还会再次通知journel.
- 在ext2中，系统在开机时会先检查valid bit(有效位)，如果valid bit值为1代表文件系统在关机前有做卸载，即正常关机。值为0就非正常关机。在非正常关机时系统在开机过程中会重新检查硬盘中的资料，这样比较耗时。
- 而在ext3中，如果出现非正常关机，系统在开机时先检查journel中的记录，得知是否还有尚未完成移动的资料。这样比较省时。
tune2fs -j device --ext2转换到ext3
dumpe2fs device | more --查看分区信息
ext3 的三种journal模式
- ordered --预设模式，只记录Inode table中的信息。
- journaled --会记录资料中本身的信息，需要大量空间来做记录。
- writeback --不会记录Inode table中的信息，但可能较好的性能。

6. 给分区设卷标

e2label /dev/hda1 yourlabel --设定hda1分区卷标
e2label /dev/hda1 --查看hda1分区的卷标

7. mount 和 umount
把磁盘对应到某个目录，对应的那个目录就叫mount point ，这个对应的动作就叫mount。
mount -L LABEL mount_point 使用卷标的方式挂载
mount [-t vfstype] [-o options] device mount_point

-t vfstype(vfat , ext2, ext3, iso9660, etc) 这部分通常不用，Linux kernel自己会判断。
-o options
- suid 允许使用suid或sgid权限
- dev 允许建立device files
- exec , noexec 挂载后可/不可运行里面的可执行文件
- auto 电脑开机时自动挂载
- nouser 只允许root挂载
- async 不同步，即在写入资料时先写在buffer再写入硬盘
- loop 挂载光盘设备
- ro 挂载后以只读访问
- rw
- remount
在挂载ext2/ext3分区时如果未加参数，系统自动加的参数为
rw, suid , dev , exec ,auto ,nouser ,async

umount device 或 umount mount_point
如果文件系统在使用中就没办法卸载，这时可以使用 fuser 查看谁在使用，并结束进程 .如:
# fuser -v /mnt/win_c 查看
# fuser -km /mnt/win_c 结束对这个文件系统的所有操作

用remount更改已挂载文件系统的属性 ，例；
mount -o remount,ro /mnt/win_c

8. 挂载网络资源
UNIX/Linux 网络资源分两种: NFS(Network file system) 和 SMB
NFS 是Unix/Linux主机之间共享方式
SMB 是unix/linux 和 win间的共享方式
NFS
showmount -e ip 查看共享资源
mount ip:/shared/dir /mnt/nfs 挂载
SMB
smbclient -L ip -N 查看
mount //ip/share_name /mnt/smb -o username=account%password 挂载

9. /etc/fstab
栏位说明
device       mount_point            FS_type            options     dump_freq fsck_order
-----------------------------------------------------------------------
LABEL=/                    /                         ext3                 defaults             1 1
LABEL=/home            /home                 ext3    defaults      1 2
LABEL=/boot         /boot                   ext3                defaults          1 2
tmpfs                        /dev/shm         tmpfs              defaults      0 0
devpts                    /dev/pts               devpts        gid=5,mode=620    0 0
proc                          /proc                     proc                defaults       0 0
LABEL=SWAP-hda9   swap                   swap      defaults         0 0
-----------------------------------------------------------------------
dump_freq: 0=never , 1=每天 , 2=2天 ,
fsck_order:开机时检查文件系统的完整性 : 0=忽略不检查, 1=首个,2=第2....,9 如果检查顺序相同就按从上到下的顺序.

10.自动挂载 /etc/auto.master
automounter是一个系统进程,它能够自动挂载并监控目录. 默认自动挂载60秒后卸载,以便降低网络负荷.
举例:
1. 编辑/etc/auto.master ,加入下面一行:
/mnt/nfs        /etc/auto.nfs    --timeout=60
2. /etc/并无auto.nfs文件
cp /etc/auto.misc /etc/auto.nfs
vi /etc/auto.nfs
复制#linux          -ro,soft,intr           ftp.example.org:/pub/linux
粘贴后进行实际情况编辑
栏2的soft:指是指NFS服务器发生故障时会传回错误信息通知使用者
         intr:指允许中断
保存退出
3. service autofs restart      重启automounter的服务

11. ext2和ext3文件系统中可以设定的属性 :它们都支持一些特殊的属性以便控制文件的特性
lsattr       显示文件属性
chattr     改变文件属性
chattr +|-|=attribute[attribute ...] file [file ...]
chattr = file [file ..]    拿掉文件设定的所有属性
ext2/ext3文件系统属性

A 当文件被修改时,存取的时间记录不变
a 使文件只允许做追加,不允许原来的内容被覆盖
d 系统在使用dump时,不备份该文件
i 使文件永远不变,不能删文件,也不能重命名
j 让系统把文件信息记录在ext3的journel里,并忽略ext3挂载成ordered或writeback模式
S 当文件被修改时立即做同步动作,写入硬盘.

12. 虚拟内存 :可以用一个分区或一个文件做虚拟内存
基本设定:

建立swap分区或文件,建swap分区时,分区ID设为 82
使用mkswap 命令对swap分区或文件写入特定的标识
在/etc/fstab里加入记录,以便系统挂载swap
如果是swap分区 ,使用命令swapon -a 激活swap分区
swapon -a命令会读取/etc/fstab,根据fstab文件记录启用所有swap patition
如果是swap文件 ,语法 swapon swapfile
swapon -s 检查swap当前使用情况

建立swap文件: # dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=100
说明: dd 命令用来转换并复制文件, if是input file的缩写; of是output file的缩写;
bs是block size的缩写, count=100建立100个block.

13. 文件系统维护

fsck 检查文件系统的完整性(检查前先做umount操作)
检查到有损坏的文件会放到 /lost+found 目录作备份
操作系统发生严重错误时,会以 sulogin 的方式启动
sulogin的模式下可以照常执行指令.所以在这种模式下还可以修改之前配置错误的文档
注意:这个模式下的根目录read-only方式挂载, 所以需要重新挂载:
mount -o remount,rw device
tune2fs -j 将ext2文件格式转为ext3
dumpe2fs 查看文件系统目前状态
sync 将Buffer中的资料写入硬盘,避免不正常关机资料遗失。