linux 磁盘和文件系统管理

atb

2020-03-01

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一. 磁盘和文件系统原理

1. 磁盘组成

圆形的磁盘盘片(主要记录数据的部分)；
机械手臂，与在机械手臂上的磁盘读取头(可擦写磁盘盘上的数据)；
主轴马达，可以转动磁盘盘，让机械手臂的读取头在磁盘盘上读写数据

2. 磁盘盘片介绍

扇区(Sector)为最小的物理储存单位，每个扇区为 512 bytes；
将扇区组成一个圆，这个圆叫磁道，再由多个同心磁道组成磁柱(Cylinder)，磁柱是分割槽(partition)的最小单位；
第一个扇区最重要，里面有：(1)主要启动区(Master boot record, MBR)及分割表(partition table)，其中 MBR 占有 446 bytes，而 partition table 则占有 64 bytes。

3. 磁盘容量计算

磁盘容量 = 每个柱面包含的磁道数量 * 每个磁道包含的扇区数量 * 每个扇区的容量（512字节） * 柱面的数量
磁盘容量 = 磁道数量 * 扇区数量 * 512字节 * 柱面数

4. 磁盘占满的原因：

linux系统使用磁盘是通过block块去访问的，block块分为两种，一种是写真实数据的block块，另一种是写inode的block块，inode写入的是文件的原数据，即文件的权限信息等。

1、真实写数据的block块满；df -h 可以查看真实存储是否满；

2、inode节点满；df -i 可以查看inode是否满；

5. superblock、inode、block的作用总结

superblock：记录此 filesystem 的整体信息，包括inode/block的总量、使用量、剩余量，以及文件系统的格式与相关信息等；
inode：记录文件的属性，一个文件占用一个inode，同时记录此文件的数据所在的 block 号码；
block：实际记录文件的内容，若文件太大时，会占用多个 block 。

6. 磁盘接口名称

/dev/sd[a-p][1-15]：为SCSI, SATA, U盘, Flash闪盘等接口的磁盘文件名；
/dev/hd[a-d][1-63]：为 IDE 接口的磁盘文件名；

7. 磁盘分区补充

主要分割与扩展分配最多可以有四笔(硬盘的限制)
扩展分配最多只能有一个(操作系统的限制)
逻辑分割是由扩展分配持续切割出来的分割槽；
能够被格式化后，作为数据存取的分割槽为主要分割与逻辑分割。扩展分配无法格式化；
逻辑分割的数量依操作系统而不同，在Linux系统中，IDE硬盘最多有59个逻辑分割(5号到63号)， SATA硬盘则有11个逻辑分割(5号到15号)。

二. 文件系统的简单操作

1. df：列出文件系统的整体磁盘使用量

[ ~]# df [-ahikHTm] [目录或文件名]

选项与参数：

-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

2. du：评估文件系统的磁盘使用量(常用在推估目录所占容量)

[ ~]# du [-ahskm] 文件或目录名称

选项与参数：

-a  ：列出所有的文件与目录容量，因为默认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；

-S  ：不包括子目录下的总计，与 -s 有点差别。

-k  ：以 KBytes 列出容量显示；

-m  ：以 MBytes 列出容量显示；

3. 硬链接和软链接

#硬链接的特点：不能跨 Filesystem；不能 link 目录。
#硬链接都指向了一个inode。
#软链接是快捷方式。
[ ~]# ln [-sf] 来源文件 目标文件

选项与参数：

-s  ：如果不加任何参数就进行连结，那就是hard link，至于 -s 就是symbolic link

-f  ：如果 目标文件 存在时，就主动的将目标文件直接移除后再创建！

#关于目录的link数量
#新的目录的 link 数为 2 ，而上一级目录的 link 数则会添加 1。

软链接

ln -s [源绝对路径] [目标路径]

1、相当于快捷方式；

2、删除目标文件，源文件无影响；

3、删除源文件，目标文件失效；

4、不论修改源或者目标文件，文件内容都变；

5、源文件和目标文件的inode号不同；

6、软链接的目标文件的inode号是指向源文件的文件名的；

7、软链接可以跨分区；

硬链接

ln [源绝对路径] [目标路径]

1、删除目标文件，源文件无影响；