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RH133—Unit4 文件系統的管理

一、系統在初始化時如何識別硬盤
1、系統初始時根據MBR的信息來識別硬盤，其中包括了一些執行文件就來載入系統，這些執行文件就是MBR里前面446bytes里的boot loader 程式，而后面的16X4的空間就是存儲分區表信息的位置；如下圖

2、在分區表中，主要儲存了以下信息：
（1）分區號，常見的分區號有以下幾種：其它編號可以使用fdisk指令，再執行 l (小寫L） 查看

0x5 (or 0xf)	擴展分區
0x82	Linux swap
0x83	Linux
0x8e	Linux LVM
0xfd	Linux RAID auto

（2）分區的起始磁柱；
（3）磁柱的總數；
所以在系統初始化時，就根據分區表中的這三項信息來識別硬盤。

二、介紹硬盤分區的相關事項
1、當主分區都用完時，可以使用擴展分區來增加額外的分區，這已在前面介紹過了，但是在Linux的kernel里：
·IDE的硬盤最多可以支持到16個分區；
·SCSI硬盤最多支持15個分區；
2、硬盤做多分區的好處：如下：
（1）從控制方面的考慮
將硬盤分成多個分區，就可以把應用程序、使用者的資料、或是一些需要有安全性的資料，分別放入不同分區中方便管理；
（2）從效率方面的考慮
因為硬盤在使用一段時間后，都分有區塊不連續的情況，如果一塊大容量的硬盤沒有劃分成多個小分區，那么硬盤在搜索信息時，因為搜索的范圍非常大，所以會比較久，如果將大容量的硬盤劃分多個小分區，在搜索的時候相對就會快一些；
（3）為為使用磁盤配額的功能
因為配額只能對分區做設定，所以我們可以將/home目錄單獨做一個分區，然后可以對這個分區做配額；
（4）從資料備份和恢復考慮
例如，/home這個目錄是專門用于存放用戶信息的目錄，將這個目錄單獨設定一個分區，就可以定期就是個分區作備份工作，恢復的時候也比較方便。

三、介紹分區的管理
1、可以使用下面的指令來建立分區及查看分區
fdisk /dev/hda 建立分區???
參數：-l 查看分區
執行 fdisk 指令后，如下圖：

例1：在新建分區，輸入n，系統會要求輸入起始的磁柱編號，默認系統會指定一個最近的未使用的磁柱號，回車后，再輸入結束的磁柱號，不過根據磁柱號來算一個分區的容量不太方便，可以用“+數值K或+數值M （例：+1000M）” 這樣直接以容量的表示方式來設定，這樣直觀一些；再執行p，就可以看到新增加的分區了；

例2：刪除分區，輸入d，要求輸入要刪除的分區號，在DEVICE字段列可以看到每個分區對應的編號，輸入想要刪除的分區號回車即可

以前所有操作認為沒有問題，輸入 w ，保存退出即可。
這時主機屏幕上會提示：
The kernel still uses old table 表示目前系統還是在使用舊的分區表；
The new table will be used at the next reboot.表示只有在下次重新開機后才會使用新的分區表；
2、使用下面的指令重新載入分區表到kernel中，這樣可以不用重新開機就可以啟用新的分區表。
??? partprobe

四、建立文件系統（對硬盤分區進行格式化）
1、格式化指令及指令語法：
??? mke2fs [參數] 要格式化的分區
例如上面的例子中，格式化hda6這個分區 mke2fs /dev/hda6
2、格式化后，會出現一些分區的相關信息，為了理解這些信息，先了解一下分區的格式：
我們使用fdisk建立的分區，不能直接用來存放資料，必須先對這個分區做格式化的工作，格式化就是將分區劃分成一格一格的block及多少個Inode可以使用，而每個block就是文件系統存取資料的最小單位，所以才可以將資料存放在這些block中，而且每多個 block 會組成一個 group；如下圖所示：除了boot sector 之外，第一個block 稱為 super block 用來記錄這個分區共有多少個block和inode 已經使用；多少block和inode等信息；

如下圖所示：
13 block groups ：表示這個分區被劃分出了13個block group；
8192 blocks per group：表示每個group中有8192個block；
2008 inodes per group：表示每個group中有8192個inodes；
如果super block 損壞，這個分區將無法訪問，所以每隔一段block 就會備份一次這個super block，如下圖：
superblock backups stored on block：下面的數值就是備份super block 所在的block的位置。

3、dumpe2fs 指令查看分區的詳細信息
dumpe2fs /dev/hda6 | more?? 查看指定分區的信息（前一頁半是super block的內容，后面是每個Group的詳細信息），因為所顯示的內容很多所以加上了 | more 用于分頁顯示；
顯示信息的部分說明：
Inode count:?? Inode的總數量；
Block count:??? Block的總數量；
Free blocks:??? 剩余的block數量；
Fre inodes:???? 剩余的Inode數量；
Filesystem features: has_journal表是為ext3文件系統
4、mke2fs格式化指令格式及參數
格式：mke2fs [參數] 要格式化的分區文件名（例：/dev/hda6）
mke2fs -j /dev/hda6
參數：
·b：設定每個block的大小，預設為1024bytes(1K)，最大4096bytes(4K)，如果設定太大將使用4096bytes；
·c：格式化前檢查分區中是否有損壞的block；
·i ：設定每個Inode的大小，例：mke2fs –i 4096 /dev/hda6
·N：直接設定Inode 的總數量；所設置的值只是接近而矣；
·m：設定在分區上，保留多少空間給root，預設保留5%；mke2fs –m 10 /dev/hda6
·L：設定分區卷標，預設不設定，通常習慣將卷標名稱設為同掛載點目錄名稱相同方便記憶；mke2fs –L data /dev/hda6
·j：建立成為ext3文件系統，也就是加入日志功能；

五、介紹將ext2格式的分區轉成ext3
1、ext2與ext3的區別如下：
（1）ext2和ext3的格式完全相同，只是在ext3硬盤最后面有一部分空間用來存放Journal（日志）的記錄；
（2）在ext2中，寫資料到硬盤中時，先將資料寫入緩存中，當緩存寫滿時才會寫入硬盤中；
（3）在ext3中，寫資料到硬盤中時，先將資料寫入緩存中，鼗緩存寫滿時系統先通知Journal，再將資料寫入硬盤，完成后再通知Journal，資料已完成寫入工作；
（4）是否有Journal的差別：
在ext2中，系統開機時會去檢查有效位（Valid bit），如果值為1，表示系統上次有正常關機；如果為0，表示上次關機未正常關機，那系統就會從頭檢查硬盤中的資料，這樣時間會很長；
在ext3中，也就是有Journal機制里，系統開機時檢查Journal的資料，來查看是否有錯誤產生，這樣就快了很多；
（5）tune2fs –j /dev/hda6 將ext2轉換成ext3
2、在ext3里有三個Journal的模式：
（1）ordered：預設模式，只記錄Inode-table里的信息；
（2）Journaled：記錄資料本身的信息，需要大量空間來做記錄；
（3）writeback：不記錄信息，可提供較好的效能；

六、介紹在分區里設定相應的卷標
1、前面分區的表示法一直在使用 hda1 或 sda1類似這樣的表示法，其實也可以用卷標的表示法，這樣更好便記憶。
2、設定及查看卷標的指令格式及說明如下：
??? e2label 指令：
例：e2label /dev/hda6?? 查看hda6分區的卷標名稱；如為空白表示未設定卷標；
???? e2label /dev/hda6 data 設定這個分區的卷標為 data；
注：在這里先不要修改hda1~hda5的卷標，可能會造成無法開機，以后再做說明。

七、介紹mount指令掛載分區
1、掛載的概念：當要使用某個設備時，例如要讀取硬盤中的一個格式化好的分區、光盤或軟件等設備時，必須先把這些設備對應到某個目錄上，而這個目錄就稱為“掛載點（mount point）”，這樣才可以讀取這些設備，而這些對應的動作就是“掛載”。
mount的詳細說明將在下一小節介紹
示例如下圖：

下面以卷標的方式進行掛載，注意：使用卷標掛載進必須加上 –L 的參數表示使用卷標掛載

八、介紹mount指令及參數
1、mount 指令格式：
mount?? [-t 文件系統類型]?? [-o 參數]?? 設備名或卷標?? 掛載點目錄名
注：如果使用卷標方式掛載，必須使用 –L 參數。
（1）-t 后面設定所要掛載的文件系統的類型，例如：vfat、ext2、ext3、iso9660(光盤)，通常這部分不需要加kernel可以自己判斷
（2）-o 后面加一些設定參數：
· suid：允許掛載后的文件系統可以使用suid、sgid的特殊權限；
· dev：允許掛載的文件系統建立設備文件，例如：/dev/hda6 下的 hda6 就是設備文件；
· exec：允許掛載文件系統后，可以執行里面的執行文件；
· noexec：不允許執行文件；
· auto：在電腦開機后自動掛載這個文件系統；
· nouser：指只允許super user （也就是root）掛載這個文件系統；
· async：設為不同步，就是電腦寫入資料時先寫入緩存再寫到硬盤中；
· loop：用來掛載loopback設備，例如光盤機就是loopback設備；
· ro：掛載文件系統后設定為只讀；
· rw：掛載文件系統后設定為可讀可寫；
· remount ：重新掛載文件系統；
如果在掛載ext2或ext3時，預設會使用下面的參數設定：
rw,suid,dev,exec,nouser,async

九、介紹卸載文件系統
1、使用mount指令查看已掛載了哪些文件系統；
卸載指令及格式如下：
umount 設備文件名或掛載點
例如：上圖中已掛載到/data目錄的上設備，可以使用 umount /dev/hda6 或 umount /data 進行卸載
2、如果文件系統正在使用中，就無法正常卸載，可以使用下面的指令查看并停止所有對這個文件系統的操作，然后再進行卸載操作；
fuser -v 設備文件名或掛載點????? 查看有哪個服務或使用者正在對這個文件系統做操作；
fuser –km 設備文件名或掛載點?????? 強制停止所有對這個文件系統的所有操作；
3、可以使用 remount 這個參數來改變文件系統的狀態；
例如：mount –o remount,ro /data??? 重新掛載文件系統為只讀，這樣就不用先卸載再掛載了。

十、介紹一些掛載的范例
1、掛載一個不允許執行的文件系統
mount –o noexec /dev/hda6 /data???? noexec表示為不允許執行；
2、掛載一個文件系統的鏡像文件
mount –t iso9660 -o ro,loop boot.iso /iso????? 加loop參數是因為光盤是loopback設備，boot.iso為鏡像文件名 ，/iso 為掛載點；

十一、介紹掛載網絡上的共享資源
1、在Unix 和Linux的網絡資源主要分為兩種 NFS (Network File System)和SMB
·NFS：Linux/Unix和Unix/Linux之間用來共享資源的；
·SMB：Linux/Unix和Microsoft(windows)之間用來共享資源的；
2、共享NFS網絡資源的主機稱為：NFS Server；
??? 共享SMB網絡資源折主機稱為：Samba Server；
3、這些網絡資源的連接方式：
(1)NFS部分的連接方式：
showmount –e IP地址??? #查看共享資源
mount ip地址:/共享目錄?? /掛載點?? #掛載網絡資源
(2)SMB部分的連接方式：
smbclient –L ip地址 -N?? #查看指定Samba Server 上有哪些共享目錄；
mount //IP地址/共享目錄?? /掛載點 -o username=用戶名%密碼??? #掛載windows網絡共享資源；

十二、介紹/etc/fstab 文件的功能
1、fstab文件的功能就是根據fstab文件中設定的內容自動掛載設備到指定的掛載點上；
2、下面就介紹fstab這個文件內容的詳細說明：
如下圖：fstab文件內容共分為6個欄位

下面對上圖中6個欄位分別說明：
(1)設備名：可以用“LABEL=”卷標表示法，也可以使用設備名稱表示法“/dev/hda6”；
(2)掛載點：掛載點目錄必須是已存在的目錄；
(3)文件系統類型：例如ext3,ext2等；
(4)掛載參數：就是前面mount指令中 –o 后面的參數，defaults代表使用預設參數設定；例如如/dev/hdc(光盤)和/dev/fd0(軟盤)的這兩行設定，exec可以執行文件，noauto 不會自動掛載，
(5)備份：設定備份次數，0表示不備份，1表示每天做一次備份，2表示每兩天做一次備份；
(6)檢查順序：設定文件系統的檢查順序，0表示不檢查，1表示第一個檢查，2表示第二個檢查，以此類推檢查順序最多到9，如果值相同，按從上到下的順序檢查，通常根目錄的檢查順序排在第一位；
所以如果要在電腦開機后自動掛載文件系統就可以修改fstab這個文件的設定。
例如：可以將前面掛載的hda6寫入這個文件中，當開機后自動掛載，設定方法如下，使用VI編輯fstab文件將下面的一行設定加入到最后一行即可：
/dev/hda6????????? /data???????? ext3??????? defaults?????????? 0?? 0
2、在掛載光盤或軟盤時，只需要執行 mount /media/cdrom 或 mount /media/floppy 就可以了，而不用指定要掛載的設備，這是因為在fstab文件中有所設定，因為在掛載目錄和設備時，如果未指定要掛載的設備，電腦會先到fstab文件中查看，有沒有相對應的設備及目錄掛載，如果沒有還會到mtab文件（其實mtab文件就是目前系統的掛載設定，所以在卸載時也查看這個mtab文件，卸載時也就只需要指定掛載點或設備就可以了）中查看。

十三、介紹auto-mounter自動掛載程序在使用網絡共享時自動掛載網絡共享資源
1、automounter是一個daemon程式，automounters可以監控某個目錄，例如：監控/mnt/nfs目錄，當我們需要存取這個目錄時，使用cd /mnt/nfs 進入這個目錄時，這時automounter程式發現使用者要存取這個目錄時，就會按照設定自動將網絡共享資源自動進行掛載，如果過一段時間(預設60秒)不使用也會自動卸載這個目錄，這樣可以減少對網絡產生的負荷，使用網絡的利用率更高。
2、automounter的設定，以實例說明，僅供參考：
(1)vi /etc/auto.master?? 編輯automount主要的設定文件
(2)復制有--timeout=60那一行到下面，修改如下圖：

(3)建立auto.nfs設定文件，預設/etc目錄下沒有這個文件，需要自己建立；
可以由 auto.misc 做為模板復制得來，并重命名為auto.nfs，編輯auto.nfs修改如下：

(4)service autofs start?? 啟動automount服務，如果已經啟動可執行service autofs restart 或 service autofs reload重新啟動或重新加載配置文件；
(5)使用cd /mnt/nfs 目錄，再執行ls 指令沒有未何文件，
使用 cd server1 卻可以進入，這時已經進行自動掛載了，這時就可以查看NFS服務器上的共享文件了。
使用mount可以查看到剛剛掛載上來的NFS網絡共享目錄。
注：我這里還未建立NFS文件服務器，所以這里只能做客戶端的設定，現在還無法試測；

十四、介紹在ext2和ext3文件系統里有哪些屬性可以設定
1、在ext2和ext3的文件系統里，都支持一些特殊的屬性來控制文件的特性：
·lsattr 指令：顯示文件的屬性設定；
·chattr 指令：設定文件的屬性；
格式：
chattr?? +|-|=屬性[屬性…]?? 文件名[文件名…]
+：增加屬性
-：去除屬性
=：設定屬性
可以設定一個或多個屬性
常見屬性說明如下：
·A：當文件被修改時，atime(存取時間)記錄不會被修改；
·a：讓文件只可以附加內容，不允許原來的內容被覆蓋掉；
·d：讓系統在使用dump指令做備份時，可以不用備份這個文件；
·i：讓文件永遠不改變，不能刪除或更改文件名；
·j：讓系統將文件本身的信息記錄在ext3的日志里，就算ext3的文件系統是掛載成ordered(有序)或writeback模式，都會將文件本身的信息記錄在ext3的日志里。
·S：當文件被修改時，就做同步的動作，立刻將資料寫入硬盤中；
例：
chattr +a test?? 添加只允許附加內容的屬性
chattr = test?? 去除掉所有的屬性

十五、介紹如何使用劃分好的分區或文件來當作虛擬內存（swap）
1、在Linux系統中虛擬內存稱為：SWAP；
2、SWAP分為兩種類型：
·用劃分好的分區作為SWAP；
·用文件當作SWAP；
3、要建立SWAP的虛擬內存主要有以下幾個基本設定：
(1)建立SWAP的分區或是文件，并且在建立SWAP的分區時分區的編號要設定為82；
(2)使用mkswap指令對swap分區或是swap文件寫入一個特定的SWAP識別標志；
(3)必須要在/etc/fstab文件中加入適當的記錄，這樣才能讓系統在開機后能夠自動掛載SWAP；
(4)如果是SWAP的分區，要使用 swapon –a 指令啟用SWAP，其實 swapon –a 指令會去讀取 fstab 文件，并根據 fstab 里的記錄，來啟用所有的 swap 分區；
(5)如果是使用SWAP文件，則使用 swapon 指令再指定要啟用哪個SWAP文件；
(6)可以使用 swapon –s 來檢查SWAP的使用情況；
范例1如下：
(1)使用分區作為SWAP
·fdisk /dev/hda
·輸入n；新建一個分區，如果一直以前面的例子做下來，硬盤應該還有剩余空間的，這里創建一個100M的分區；
·輸入t；再輸入7（我這里新建的分區是hda7，可以輸入p查看到）；再輸入 82 （82表示設定為swap分區類型）；
·再輸入p；可以查看到 hda7 的system(系統)已經變為Linux swap
·wq：保存退出；
·執行“partprobe”指令，讓kernel重新讀取分區表；
(2)mkswap /dev/hda7?? 對SWAP分區或是SWAP文件寫入特定的標志；類似于格式化成虛擬內存的格式；
(3)編輯/etc/fstab文件添加記錄，這樣一會的swapon指令才可以在fstab文件中找到相應的分區，在下次開機時也可以找到新的SWAP分區的位置；復制原來的SWAP那行記錄，將原來的卷標表示法修改為/dev/hda7的設備表示法，其它保持不變；
(4)swapon –a 指令，根據fstab文件啟動所有SWAP分區；為了驗證可以先使用 swapon –s 指令查看當前SWAP的狀態；

范例２如下：使用文件當虛擬內存這和windows下的虛擬內存使用方式非常相似
(1)建立SWAP文件，這里建立的是100M的SWAP文件
指令：dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=100

說明：dd：轉換并復制文件；
??????? if：是inputfile的縮寫，if=/dev/zero 代表要把zero文件當作輸入的文件，zero文件可以是當作都是零的文件；
??????? of：是outputfile的縮寫，of=/swapfile 代表要輸入到/swapfile文件上；
??????? bs：是block size的縮寫，表示強制設定swapfile的block的大小；
??????? count：代表要建立多少個block；
(2)mkswap /swaplife?? 為swapfile文件寫入一個swap的標志，相當于格式化成虛似內存的格式；設定成功將會出現提信息；
(3)修改 /etc/fstab文件，方式同上一范例相同，只是把 /dev/hda7改寫成 /swapfile ，其它不變；

(4)swapon –a 啟用swap文件
在啟用前也可以用 swapon –s 查看，等啟用后再次查看SWAP是否加載進來了。

十六、介紹一些維護文件系統的工具及一些重要的相關事項
1、如果文件系統的文件有丟失或毀損，可以使用fsck指令來維護文件系統的一致性：
檢查某個分區前，分區必須處于未掛載狀態，如正在使用中，必須先進行卸載，再執行檢查工作；
格式： fsck -Y /dev/hda6????? -Y參說表示中途提示問題都回答Yes；
2、系統在開機時就會檢查文件有沒有丟失或損壞的，系統是根據/etc/fstab文件中最后一欄的設定來決定檢查的先后順序的，這個欄位前面已做過介紹；
3、如果檢查出有問題文件，就會先放到 lost+found 目錄中當作備分；所以當一個分區掛載成功后都會發現有這個目錄存在；
4、電腦在開機時，發生嚴重錯誤，系統會用sulogin的方式啟動，下圖例中我將fstab文件中根目錄的卷標隨意的修改了一下，重新啟動后將會出現嚴重錯誤，就停在了下圖圖的位置：

5、將ext2文件系統轉成ext3文件系統，指令下如：
tune2fs -j /dev/hda6 將hda6分區轉成ext3文件系統，轉換成功后將有提示信息；這樣原有分區內的資料將不會丟失；
6、查看文件系統目前的狀態信息
dumpe2fs -h?? /dev/hda6??? 顯示hda6的分區信息，這個指令前面已介紹過；
-h?? 可以顯示superblock的信息

十七、如何加入一塊新硬盤
1、第一步當然是要將硬盤接在電腦上啦；
2、進入系統后，使用fdisk對硬盤進行分區，并設定好分區類型編號；例如：linux 為 83
3、建立好分區后，執行 patrprobe 重新載入分區，使用最新分區表；
4、建立完分區后，格式化分區，如果建立的是SWAP分區，需要為這個SWAP分區寫入一個SWAP標志；
5、如果要使用卷標表示法，需要為分區創建卷標名稱；
6、建立新的掛載點，并將分區掛載上；
7、在/etc/fstab文件中加入新分區的記錄，讓電腦以后可以自動掛載這個新建的分區；

轉載于:https://blog.51cto.com/luashin/809872

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux 文件系统的管理 (硬盘)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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