磁盘及文件系统管理详解之一二(文件系统，特殊文件)_2019.03.31-22:00-23:00_2019.04.1-22:00-23:00_2019.04.2_mage_linux_log

磁盘构成与工作原理

回忆：扇区、磁道、柱面
磁盘在出厂时会进行一次格式化：低级格式化（划分扇区、磁道、柱面等）

分区

Partition：分区（把整个磁盘划分成多个不同的逻辑组成部分，每个组成部分可以创建一个独立的文件系统），安照柱面进行分区

柱面编号由外向内从小到大(0开始)，靠近盘面边缘的磁道读写速率较高（同时间比靠近圆心的磁道走过更长距离），把经常使用的数据放在这些扇区
（C盘所在分区一般靠近边缘）

MBR（Main/Master Boot Record）:主引导记录----存在于0盘面0柱面0扇区0磁道的512byte，独立于操作系统之外的一部分存储空间：被划分为三段
第一段：前446byte放BootLoader，一段代码，作用是引导某个分区上的操作系统，让其启动
第二段：64byte：每16byte标识一个分区，总共可以标识4个分区（主分区，主分区和扩展分区的和小于等于4）
第三段：2byte：Magic Number，标识MBR是否有效

文件系统

复习：看体系结构笔记
软件：存储在磁盘某个地方，管理软件，可以把磁盘划分为多个区
包括：元数据存储区；数据存储器：被分为多个逻辑存储单元（块：block）
元数据存储区存在一个区叫块位图（bitmap：加速查找空闲磁盘块）：标记哪些块已经使用（1）哪些没有用（0）
inode(index node:索引节点)：用来索引文件的条目，没有文件名；只有inode号，文件件属主属组，权限，时间戳等元数据。
根目录是自引用的：内核知道根位于哪里，访问任何文件系统必须由根开始
目录也是文件：
目录项（dentry）
新建文件的过程
删除文件的过程
复制文件的过程
复制就是创建新文件，填充相同内容
同分区剪切：同一个分区只是更改文件路径，不可跨分区剪切
跨分区剪切：新分区创建文件，复制旧分区内容，删除旧分区内容

特殊文件

链接文件

硬链接：ln SRC DEST

/backup/a/m.txt 与 /backup/b/n.txt硬链接关系

在运行图中1所示命令之前，abc.txt被硬链接的次数为1；图中1表示将/test/abc2.txt硬链接到abc.txt,现在abc.txt被硬链接的次数为2，只有硬链接次数小于1时，才真正删除该文件；若此时删除abc.txt,/test2/abc2.txt的内容不变，依然为abc.txt的内容。
硬链接总结：
1，硬链接只能对文件创建，不能应用于目录；
2，硬链接不能跨文件系统；
3，创建硬链接会增加文件被链接的次数；

软链接：ln -s SRC DEST

（符号链接）
1，可以应用于目录；
2，可以跨文件系统；
3，不会增加被链接文件的链接次数；
4，其大小为指定路径所包含的字符个数；

du命令

显示文件空间使用情况
du [-s -h] FILEPATH

df命令

报告文件系统磁盘空间使用情况
df [-h -i]
-h 单位换算
-i 显示inode情况
-p

设备文件 /dev

b:块设备,按块为单位，随机访问的设备；
块设备如硬盘
c:字符设备：按字符为单位，线性设备
字符设备如键盘

ls -l /dev

主设备号（major number）
标识设备类型，上图左边红框中
次设备号（minor number）
标识同一种类型中的不同设备，上图右边红框中
设备文件几乎不占用磁盘空间

mknod命令

NAME
mknod - make block or character special files

SYNOPSIS
mknod [OPTION]… NAME TYPE [MAJOR MINOR]

DESCRIPTION
Create the special file NAME of the given TYPE.
-m, --mode=MODE
set file permission bits to MODE, not a=rw - umask
b create a block (buffered) special file
c, u create a character (unbuffered) special file
p create a FIFO
eg：mknod mydev **c** 66 0 #创建一个字符设备文件，名称为mydev，主设备号为66，次设备号为0

硬盘设备的设备文件名

文件名开头
IDE,ATA:hd
第一个IDE口：主（hda），从（hdb）
被识别为： /dev/hda, /dev/hdb
第二个IDE口：主（hdc），从（hdd）
被识别为： /dev/hdc, /dev/hdd
hda1:第一个主分区(主分区只能有4个)
hda2：
hda3：
hda4：
hda5：第一个逻辑分区，逻辑分区只能从第5个分区开始
…
SATA：sd
SCSI：sd
USB：sd
不同硬盘用a,b,c,…区别多块硬盘
被识别为：/dev/sda, /dev/sdb, /dev/sdc, /dev/sdd

fdisk -l 命令

fdisk -l 列出系统识别的所有设备
fdisk -l [/dev/some_devices_file] 列出系统识别的某一设备
NAME
fdisk - manipulate disk partition table

SYNOPSIS

   fdisk [-uc] [-b sectorsize] [-C cyls] [-H heads] [-S sects] device
   fdisk -l [-u] [device...]
   fdisk -s partition...
   fdisk -v
   fdisk -h

DESCRIPTION
fdisk (in the first form of invocation) is a menu-driven program for
creation and manipulation of partition tables. It understands DOS-type partition tables and BSD- or SUN-type disklabels.

DEVICES
The device is usually /dev/sda, /dev/sdb or so. A device name refers
to the entire disk. Old systems without libata (a library used inside
the Linux kernel to support ATA host controllers and devices) make a difference between IDE and SCSI disks. In such cases the device name will be /dev/hd* (IDE) or /dev/sd* (SCSI).

   The partition is a device name followed by  a  partition  number.   For
   example, /dev/sda1 is the first partition on the first hard disk in the
   system.   See  also  Linux   kernel   documentation   (the   Documenta‐
   tion/devices.txt file).

DISK LABELS
A BSD/SUN-type disklabel can describe 8 partitions, the third of which should be a `whole disk’ partition. Do not start a partition that actually uses its first sector (like a swap partition) at cylinder 0,
since that will destroy the disklabel.

Linux支持的文件系统

文件系统属于内核功能，创建文件系统需要用户命令结合内核功能完成。
低级格式化：创建磁道
高级格式化：创建文件系统 mkfs -t ext3
对文件的操作：open，close，create，delete，edit
linux提供VFS:Virtual file system 使得其支持多种文件系统
linux常用ext2,ext3,ext3等文件系统，
windows常用：FAT32（linux中叫vfat），NTFS，CIFS(网络文件系统)
光盘：ISO9660
其他：xfs，reiserfs，jfs，nfs，ocfs，gfs2，swap（linux）
linux除了对NTFS兼容性不好，支持几乎所有其他文件系统（VFS）
一个分区就是一个独立的文件系统，可以单独格式化，使用不同文件系统；但是最终都要并到根目录下，使用挂载的方式。

Linux 管理分区

fdisk /dev/sda #命令fdisk指向/dev/sda后会打开一个交互式命令，有很多命令提供来实现磁盘分区管理，最后保存退出后才生效
p：显示当前硬盘上的分区
n:创建新分区

• e：扩展分区
• p：主分区

d:删除一个分区
w：保存退出
q：不保存退出
t:修改分区类型（默认ext3或ext4文件系统类型）
l:显示支持的文件系统类型

更改后需要：
partprob命令：通知内核重读分区表/proc/partitions