Linux 文件系統(tǒng)

文件系統(tǒng)

Linux 使用了樹形文件存儲結構青自，在磁盤上存儲文件的時候统屈，使用的則是目錄加文件的形式。但實際上撑毛，對于磁盤等各種存儲設備來說书聚，無論是什么數(shù)據(jù)，都只有0和1的概念藻雌。但是對用于而言雌续，0和1毫無意義。這時候就需要一種類似于"翻譯"的機制存在于用戶和磁盤之間(我的理解就是將0和1轉換成為我們看到的文件的形式)胯杭。

在Linux中采用的是文件系統(tǒng)+虛擬文件系統(tǒng)(virtual File System,VFS)的解決方案驯杜。

什么是文件系統(tǒng)

文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)用于明確磁盤或分區(qū)上相關文件的方法和數(shù)據(jù)結構。

我的理解是：

將邏輯上的屬于寫入物理的設備做个，然后以用戶能夠理解的方式展現(xiàn)于屏幕上的方法鸽心。

在使用前，都需要針對磁盤做初始化操作叁温，并將記錄的數(shù)據(jù)結構寫入磁盤再悼，這種操作就是建立文件系統(tǒng)，在有些操作系統(tǒng)中稱之為格式化膝但。

Linux 支持多種不同的文件系統(tǒng)冲九，但大多數(shù)Linux系統(tǒng)都具有類似的通用結構，包括如下結構:

• 超級塊(superblock)
• i 節(jié)點(inode)-
• 數(shù)據(jù)塊(data block)
• 目錄塊(directory block)

ext2 文件系統(tǒng)簡介

在 Ext2 出現(xiàn)之前，Linux 采用的是 minix 逃延。

但是它存在局限性览妖，比如文件名最長僅支持14個字符，文件最大為64MB等揽祥。

Ext2 的原理：

采取的方法是將文件數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)塊中讽膏，這些數(shù)據(jù)塊的大小可以在創(chuàng)建文件系統(tǒng)的時候指定。對于存放的每個文件和莫露露拄丰，都會有一個 inode 指定府树，文件系統(tǒng)中所有的 inode 都是使用 inode 表來進行記錄的俐末。一定數(shù)量的塊就會被組成一個塊組。

在Ext2文件系統(tǒng)中奄侠，整個分區(qū)的文件系統(tǒng)信息被存放在超級塊中卓箫，考慮到超級塊的重要性，因此在每個塊組的開頭中都有相同的備份垄潮。

Ext2 的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

Ext2 有著極好的存儲性能丽柿，所以曾一度成為 Linux 中的標準文件系統(tǒng)。

缺點：

不支持日志功能魂挂，這很容易造成一些情況下丟失數(shù)據(jù)甫题。

ext3文件系統(tǒng)簡介

為了彌補ext2文件系統(tǒng)的不足，有日志功能的ext3文件系統(tǒng)應運而生了涂召。它直接從ext2文件系統(tǒng)發(fā)展而來坠非，所以完全兼容ext2文件系統(tǒng)，而且支持從ext2非常簡單地(只需要兩條命令)轉換為ext3,這種特性讓更多的老用戶轉為使用 ext3 文件系統(tǒng)果正。

為什么需要日志文件系統(tǒng)炎码。

因為在寫入數(shù)據(jù)之前，會先寫入日志秋泳。在出現(xiàn)問題的時候潦闲，可以追溯原因。而Ext2修復文件系統(tǒng)時迫皱，需要遍歷整個文件系統(tǒng)歉闰。因此相比后者，前者節(jié)省了大量的時間卓起。且對系統(tǒng)做了優(yōu)化和敬，在性能上不會比 ext2 低。

磁盤分區(qū)戏阅、創(chuàng)建文件系統(tǒng)昼弟、掛載

磁盤使用前需要對其進行分割，這種行為被稱為“分區(qū)”奕筐。

磁盤的分區(qū)分為兩類舱痘，即主分區(qū)和擴展分區(qū)。

受限于磁盤分區(qū)表的大小(MBR大小為512字節(jié)离赫，其中分區(qū)表占64字節(jié))芭逝，由于每個分區(qū)信息使用16字節(jié)，所以一塊磁盤最多只能創(chuàng)建4個主分區(qū)笆怠，為了能夠支持更多分區(qū)铝耻，可以使用擴展分區(qū)(在擴展分區(qū)中可以劃分更多邏輯分區(qū))誊爹，但是即使如此蹬刷，分區(qū)還是要受主分區(qū)+擴展分區(qū)最多不能超過4個的限制瓢捉。

在完成磁盤分區(qū)后，需要進行創(chuàng)建文件系統(tǒng)的操作办成，最后將該分區(qū)掛載到系統(tǒng)中的某個掛載點才可以使用。

創(chuàng)建文件系統(tǒng)

fdisk -l            // 查看磁盤

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fdisk /dev/sdb      // 分區(qū)

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mkfs -t ext3 /dev/sdb1  // 格式化，創(chuàng)建文件系統(tǒng)

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磁盤掛載

mkdir newDisk               // 新建一個目錄
mount DEVICE MOUNT_POINT    // 掛載設備作瞄，掛載點為一個目錄
mount                       // 默認為顯示所有掛載

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設置啟動自動掛載

之前的掛載只是暫時的途凫，需要配置 /etc/fstab 使得系統(tǒng)在重啟后自動掛載

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這樣，以后系統(tǒng)重啟時而克，設備就會自動掛載了靶壮。

磁盤檢驗

umount /dev/sdb1            // 取消掛載

或者

umount /root/newDisk

當磁盤出現(xiàn)邏輯錯誤的時候，可以使用 fsck 命令來修復

fsck -t ext3 /dev/sdb1

如果系統(tǒng)的根文件出現(xiàn)問題需要修復员萍，則需要重啟計算機腾降，當系統(tǒng)在重啟時檢測到根文件出現(xiàn)問題，會提示用戶輸入root密碼進入單用戶模式碎绎，這樣就可以使用 fsck 來修復根目錄了螃壤。

與 fsck 不同，badblocks 主要是用來檢測磁盤的物理壞道的筋帖，使用這個命令其實更多的只是確認磁盤是否有壞道奸晴，所以平時使用的較少，往往只是在懷疑磁盤有壞道的時候才會使用日麸。

badblocks -v /dev/sdb1

Linux 邏輯卷

當磁盤不夠用的時候寄啼，需要使用邏輯卷來補充磁盤容積。

什么是邏輯卷

創(chuàng)建邏輯卷

TODO 這里將要寫入如何創(chuàng)建邏輯卷

硬鏈接和軟鏈接

TODO 這里將要寫入關于硬鏈接和軟鏈接