Linux 硬盘与硬件管理

 

硬件以文件系统（Filesystem）角度来看

文件系统：一个可被挂载的数据称为文件系统，每一个操做系统可使用的文件系统并不同，windows98是FAT或者FAT16文件系统，而windows2000之后有了NTFS文件系统，linux是ext二、ext3，如今出现了ext4。

 

文件系统一般将档案的属性和权限放置在inode中，至于实际数据则放置到data block中，另外还有一个超级区块（superblock）会记录整个文件系统的总体信息，包括inode与block的总量、 使用状况，剩余量等。

 

主引导扇区（master boot recorder，MBR）MBR：分区的一种方式，支持4个主分区或者1-3个主分区+一个扩展分区，其中扩展分区内能够分出多个逻辑分区。文件系统：操做系统用于明确磁盘分区内的文件的方法和数据结构。负责对文件的存储进行划分磁盘磁盘空间和标注位置。那些你看着是一个单独的文件，可能在你的磁盘里存储并非连续的。举个例子，一个4G的电影，可能前一部分存储在多少到多少扇区，后一部分存储在多少到多少扇区。这些扇区位置以及他们的标注由文件系统来操做。不明白的话给一个最切实际的比方：一个年级能够分4个班，这个是MBR。在一个班里，老师的座次表记录张三在哪一个位置，李四在哪一个位置。这个座次表就是文件系统，负责记录学生的位置，并给他们划分座位。

 

inode：记录档案的属性，同时记录此档案所在的block号码，每一个档案都只会占用一个inode，所以文件系统内能够放置的档案数量和inode的数量是对应的，系统读取档案时先要读取inode，查看档案的权限与用户是否符合才能继续根据inode对应的档案block编号去寻找文档的内容。

block：记录档案的实际内容，一个block只能存放一个档案，若是档案容量比block大，则占用多个block，若是小，则剩下的空间会浪费掉，block的大小为1K,2K,4K,在文件系统格式化的时候这个大小就会被肯定下来，并且每一个block会有各自的编号，以方便inode记录寻找。

superblock：记录整个文件系统的总体信息。

 

文件系统一开始就会规划好inode和block，除非从新格式化（或者指令resize2fs来进行更改）外否则不会更改，因为有些文件系统很是庞大，因此把inode和block放在一块儿不容易管理，因此文件系统将inode和block分为block group区块群组进行管理。

 

block group区块构成：

block group都有单独的inode、block以及superblock。

 

以ext2文件系统为例，ext2文件系统格式化后会变为：boot sector（启动扇区）和多个block group，boot sector能够存放开机管理程序，这样能够将不一样的开机管理程序安装在文件系统最前端，而不用覆盖硬盘惟一的MBR，而block group分为六个部分，下面详述：

 

block group分为如下六个部分：

1：superblock ：大小为1024bytes，记录filesytstem相关信息的地方，记录inode和block的数量，未使用和已使用的inode和block数量，记录inode和block的大小，例如inode是128bytes，而block是1k或者2k或者4k，记录filesystem的挂载时间，最近一次写入数据的时间，最近一次检验磁盘（fsck）的时间等文件系统相关信息。最后还要记录一个valid bit数值，文件系统已被挂载为0，反之为1。

这部分信息能够用dumpe2fs呼叫出来进行查看。

 

2：档案系统描述 （filesystem description）：这个区块能够描述么个block group的开始与结束的block号码，以及说明每一个区段分别介于哪个block号码中，这部分也可以用dumpe2fs来观察。

 

3：区块对应表（block bitmap）：block bitmap记录哪些block是空的，以便新建文档能够快速调出空的block进行储存，同时当删除文档时，block bitmap也会将对应释放的block号码改成未使用。

4：Inode对应表(inode bitmap)：这个功能和block bitmap相似，只是block bitmap记录的是使用与未使用的block号码，而inode bitmap记录的是使用与未使用的inode号码。 

 

5：inode table：也就是上面讲过的inode，这里记录档案的属性以及档案内容放在哪些编号的block里。同时inode的大小均固定为128bytes，inode记录一个block须要花费4bytes，因为有些档案很是巨大，须要占用大量的block，可是记录一个block须要花费4bytes，而inode只有128bytes，所以系统将inode记录block号码的区域分为12个直接，一个间接，一个双间接，一个三间接记录区。

具体记录的数据为：

1）档案存取模式（rwx）

2）档案拥有者（owner、group）

3）档案的容量

4）档案创建或状态改变（例如权限）的时间（ctime）

5）档案最近一次的读取时间（atime）

6）最近修改的时间（mtime）

7）定义档案特性的旗杆（flag）

8）该档案内容真正的指向（pointer）

 

6：data block:data block是放置档案数据的地方，就是上面说的block，是一个东西。

------------------以上转自 贝伦酱 的CSDN 博客 ，全文地址请点击：https://blog.csdn.net/belen_xue/article/details/51586178?utm_source=copy 

1.查看硬盘或目录的容量

df查看硬盘总容量，已用容量，与inode等信息

 

-i, --inodes
用信息索引点代替块表示使用情况

-k, --kilobytes
指定块大小等于1024字节来显示使用情况

-l, --local
只显示本地文件系统使用情况

-m, --megabytes
以指定块大小等于1048576字节(1M)来显示使用情况

 

du 报告磁盘空间使用状况

du 报告指定的文件已使用的磁盘空间的总量，包括在层次结构中以这些以指定文件为根的目录在内。这里的“已使用的磁盘空间”意思为指定的文件下的整个文件层次结构所使用的空间。

在没给定参数的状况下，du 报告当前目录所使用的磁盘空间。

GNU 选项
-a, --all
显示对全部文件的统计，而不仅是包含子目录。

-b, --bytes
输出以字节为单位的大小，替代缺省时1024字节的计数单位。

-c, --total
在处理完全部参数后给出全部这些参数的总计。这个选项被
用给出指定的一组文件或目录使用的空间的总和。

-k, --kilobytes
输出以1024字节为计数单位的大小。多少K

-m, --megabytes
输出以兆字节的块为计数单位的大小(就是 1,048,576 字节)。多少M

-s, --summarize
对每一个参数只显示总和。

-S, --separate-dirs
单独报告每个目录的大小，不包括子目录的大小。

2.磁盘分割与格式化

fdisk

是一个臭虫（直接从man fdisk 复制下来的）
在 Linux 中有不少版本的 *fdisk 类程序。 每个都有本身的强项和缺点。分别试着使用 cfdisk，fdisk， sfdisk． （fdisk是一个有不少臭虫的分区工具软件，它所作的操做是模糊不清的，一般在碰巧的状况下它才会正常的运行。 它惟一值得使用的地方是它对BSD 的磁盘标签和非 DOS 的分区表有所支持， 尽可能少用这个程序。   

（sfdisk是一个专为黑客提供的程序，它的用户界面很不友善， 但它更精确，也比 fdisk 和 cfdisk 更有效。另外，它只能以非交互的方式运行。

cfdisk 是一个漂亮的程序，它只接受最严谨的分区表，并且它能生成高质量的分区表。 若是可能，你最好使用这个程序。）

fdisk最主要的工做就是修改分区表，我们就先按书上的步骤走一遍：

先是删除的步骤：

 按q退出（系统认定以上步骤做废，即无事发生，按 w是真的保存设定了噢）

再来增长分区的操做：步骤同上，不过删除是d，新增就是n啦，n-》p（主分区）-》选编号1-4（未使用过的）-》q，不保存，哈哈哈

e2label - Change the label on an ext2/ext3/ext4 filesystem  修改设备名

这是什么东西。

使用e2label对磁盘操做时，若是报“e2label: Bad magic number in super-block while trying to open /dev/sdb1 ,Couldn’t find valid filesystem superblock.”这样的报错。是由于e2label对xfs文件系统作操做出现的，通常是centos7以上系统，在7以上系统应该使用xfs_admin来操做便可！

如：

[root@localhost ~]# xfs_admin -l /dev/sdb1       #查看xfs文件系统卷标
 label = ""
[root@localhost ~]# xfs_admin -L test /dev/sdb1 #设置xfs文件系统的卷标为test
 writing all SBs
 new label = "test"
[root@localhost ~]# xfs_admin -l /dev/sdb1
 label = "test"

xfs_admin - change parameters of an XFS filesystem

然鹅

。。。唉，在这先插个眼xfs的基本使用http://www.rundba.com/?post=59。我先往下学Linux的基本指令。

mke2fs Linux下重要的格式化工具

-b设定每一个数据块的大小

-i设定inode值

-c检查磁盘错误

-L设定这个扇区的label（表头名称）

-j创建ext3这个具有日志管理功能的文件格式

哈哈哈哈，这个能够更名，但我没有改

mknod - 创建块专用或字符专用文件

mknod 用指定名称产生一个FIFO（命名管道），字符专用或块专用文件。

文件系统中的一个专用文件存贮着三种信息（布朗型、整型、整型）。
布朗型在字符文件与块文件之间做出选择，两个整型是主、次设备号。

一般，一个专用文件并不在磁盘上占用空间，仅仅是为操做系统提供交流，而不是为数据存贮服务。通常地，专用文件会指向一个硬件设备（如：磁盘、磁带、打印机、虚拟控制台）或者操做系统提供的服务（如：/dev/null, /dev/random）。

块文件一般相似于磁盘设备（在数据能够被访问的地方赋予一个块号，意味着同时设定了一个块缓存）。全部其余设备都是字符文件。（之前，两种文件类型间是有差异的。好比：字符文件I/O没有缓存，而块 文件则有。）

mknod命令就是用来产生这种类型文件的。

如下参数指定了所产生文件的类型：

p FIFO型

b 块文件

c 字符文件

最下面一行  3， 3嗯就是这了

 3.检查硬盘坏轨与数据同步写入

fsck检查硬盘坏轨，有的话把数据扔到lost+found文件夹里，fsck - 检查并修复Linux文件系统。

系统启动时就会执行的指令 fsck -A根据/etc/fstab，扫描全部设备

-a自动修复检查到的问题扇区，不用一直按y

-r修复检查到的问题扇区，会让你一直按y

使用这个指令的状况是在系统出现极大问题时，（扫描硬盘时会致使部分文件系统损坏）因此在Linux启动时必须进入单人单机模式下（runlevel1）进入维护的状况下再使用吧，用的时候就是fsck -a /dev/xxx，确认成功后reboot。

Linux为了系统效率，默认会将一些数据写在内存里，而不是直接写入硬盘，可是系统莫名其妙的关机，咱们就须要特定的方法让这些数据回到硬盘即sync。

指令就是sync（通常是两次以上）就这样打上去sync；sync；sync；reboot

4.关于启动盘

制做一张可引导的启动软盘

mkbootdisk 制做启动软盘（我装的版本就没有这个。难受）

fdformat 用来低级格式化软盘，这个能够

6.硬盘的装载

要建装载目录，若是不为空，装进去后，原来的东西会被清空哦

mount这个指令能够装载 linux的，windows的光驱 软驱 硬盘，不错哦（可是如今我用不到，我就不看了）

umount 卸载

6.硬盘效能测试与启用

hdparm能够开启32位存取模式。

过