Linux 磁盘与文件系统管理之重点回顾、本章习题、参考数据与延伸阅读

浏览量:25
发布时间:2016-02-12
发布人:京西

文章来源:

本文转载自鸟哥的 Linux 私房菜,原文链接为http://vbird.dic.ksu.edu.tw/linux_basic/0230filesystem_7.php

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[TOC]

#重点回顾
- 基本上 Linux 的正统文件系统为 Ext2 ，该文件系统内的信息主要有：
- 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 。
- Ext2 文件系统的数据存取为索引式文件系统(indexed allocation)
- 需要碎片整理的原因就是文件写入的 block 太过于离散了，此时文件读取的效能将会变的很差所致。 这个时候可以透过碎片整理将同一个文件所属的 blocks 汇整在一起。
- Ext2文件系统主要有：boot sector, superblock, inode bitmap, block bitmap, inode table, data block 等六大部分。
- data block 是用来放置文件内容数据地方，在 Ext2 文件系统中所支持的 block 大小有 1K, 2K 及 4K 三种而已
- inode 记录文件的属性/权限等数据，其他重要项目为： 每个 inode 大小均固定为 128 bytes； 每个文件都仅会占用一个 inode 而已； 因此文件系统能够创建的文件数量与 inode 的数量有关；
- 文件的 block 在记录文件的实际数据，目录的 block 则在记录该目录底下文件名与其 inode 号码的对照表；
- 日志式文件系统 (journal) 会多出一块记录区，随时记载文件系统的主要活动，可加快系统复原时间；
- Linux 文件系统为添加效能，会让主存储器作为大量的磁盘高速缓存；
- 实体链接只是多了一个文件名对该 inode 号码的链接而已；
- 符号链接就类似Windows的快捷方式功能。
- 磁盘的使用必需要经过：分割、格式化与挂载，分别惯用的命令为：fdisk, mkfs, mount三个命令
- 启动自动挂载可参考/etc/fstab之配置，配置完毕务必使用 mount -a 测试语法正确否；

#本章习题：

`情境模拟题`

1.复原本章的各例题练习，本章新增非常多 partition ，请将这些 partition 删除，恢复到原本刚安装好时的状态。

- 目标：了解到删除分割槽需要注意的各项信息；
- 前提：本章的各项范例练习你都必须要做过，才会拥有 /dev/hdc6, /dev/hdc7 出现；
- 需求：熟悉 fdisk, umount, swapoff 等命令。

由于本章处理完毕后，将会有 /dev/hdc6 与 /dev/hdc7 这两个新增的 partition ，所以请删除掉这两个 partition 。 删除的过程需要注意的是：

需先以 free / swapon -s / mount 等命令查阅， /dev/hdc6, /dev/hdc7 不可以被使用！ 如果有被使用，则你必须要使用 umount 卸除文件系统。如果是内存置换空间，则需使用 swapon -s 找出被使用的分割槽， 再以 swapoff 去卸除他！

观察 /etc/fstab ，该文件不能存在这两个 partition；

使用『 fdisk /dev/hdc 』删除，注意，由于是逻辑分割槽，这些分割槽一定从 5 号开始连续编号，因此你最好不要从 6 号删除！否则原本的 7 号在你删除 6 号后，将会变成 6 号！因此，你应该由 7 号删除掉，再删除 6 号。

2.由于我的系统原本分割的不够好，我的用户希望能够独立一个 filesystem 附挂在 /srv/myproject 目录下。 那你该如何创建新的 filesystem ，并且让这个 filesystem 每次启动都能够自动的挂载到 /srv/myproject ， 且该目录是给 project 这个群组共享的，其他人不可具有任何权限。且该 filesystem 具有 5GB 的容量。

- 目标：理解文件系统的建置、自动挂载文件系统与项目开发必须要的权限；
- 前提：你需要进行过第七章的情境模拟才可以继续本章；
- 需求：本章的所有概念必须要清楚！

那就让我们开始来处理这个流程吧！

首先，我们必须要使用 fdisk /dev/hdc 来创建新的 partition ，由于本章之前范例的 partition 已经在上一个练习中删除， 因此你应该会多出一个 /dev/hdc6 才对：『fdisk /dev/hdc』，然后按下『 n 』，按下『Enter』选择默认的启始磁柱， 按下『+5000M』创建 5GB 的磁盘分区槽，可以多按一次『p 』看看是否正确，若无问题则按下『w』写入分割表；

避免重新启动，因此使用『 partprobe 』强制核心升级分割表；如果屏幕出现类似：『 end_request: I/O error dev fd0, sector 0 』的错误时，不要担心啊！这个说明的是『找不到软盘』，我们本来就没有软盘， 所以这个错误是可以忽略的。

创建完毕后，开始进行格式化的动作如下：『mkfs -t ext3 /dev/hdc6』，这样就 OK 了！

开始创建挂载点，利用：『 mkdir /srv/myproject 』来创建即可；

编写自动挂载的配置文件：『 nano /etc/fstab 』，这个文件最底下新增一行，内容如下：
/dev/hdc6 /srv/myproject ext3 defaults 1 2

测试自动挂载：『 mount -a 』，然后使用『 df 』观察看看有无挂载即可！

配置最后的权限，使用：『 chgrp project /srv/myproject 』以及『 chmod 2770 /srv/myproject 』即可。

`简答题部分`

1.如果由于你的主机磁盘容量不够大，你想要添加一颗新磁盘，并将该磁盘全部分割成单一分割槽，且将该分割槽挂载到 /home 目录， 你该如何处置？

详细的流程可以分为硬件组装、磁盘分区、格式化、数据搬移与挂载等。
- 安装硬盘：关掉 Linux 主机电源，若为 IDE 接口时，需要处理跳针 (jump) ，放入主机后插好硬盘的扁平电缆与电源线，重新启动电源；
- 磁盘分区：透过类似上述情境模拟二的动作，将整颗磁盘分区成单一主要分割槽，类似 /dev/sdb1 占有全部容量；
- 格式化：透过 mkfs -t ext3 来格式化；
- 数据搬移：由于原本的 /home 还会有数据存在，因此你可以 mount /dev/sdb1 /mnt ，再将 /home 的数据复制到 /mnt/ 中，例如：『 cp -a /home/* /mnt 』即可。复制完毕后卸除 /home 以及 /mnt
- 重新挂载：编辑 /etc/fstab ，将 /home 所在的 filesystem 装置改为 /dev/sdb1 之类的新分割槽，然后 mount -a 测试看看是否正确，如果正确的话，才是顺利结束了这次的动作。

2.如果扇区 /dev/hda3 有问题，偏偏他是被挂载上的，请问我要如何修理此一扇区？
```shell
umount /dev/hda3
fsck /dev/hda3
```

3.我们常常说，启动的时候，『发现硬盘有问题』，请问，这个问题的产生是『filesystem 的损毁』，还是『硬盘的损毁』？

特别需要注意的是，如果您某个 filesystem 里面，由于操作不当，可能会造成 Superblock 数据的损毁， 或者是 inode 的架构损毁，或者是 block area 的记录遗失等等，这些问题当中，其实您的『硬盘』还是好好的， 不过，在硬盘上面的『文件系统』则已经无法再利用！一般来说，我们的 Linux 很少会造成 filesystem 的损毁， 所以，发生问题时，很可能整个硬盘都损毁了。但是，如果您的主机常常不正常断电，那么， 很可能硬盘是没问题的，但是，文件系统则有损毁之虞。此时，重建文件系统 (reinstall) 即可！ 不需要换掉硬盘啦！ ^_^

4.当我有两个文件，分别是 file1 与 file2 ，这两个文件互为 hard link 的文件，请问， 若我将 file1 删除，然后再以类似 vi 的方式重新创建一个名为 file1 的文件， 则 file2 的内容是否会被更动？
这是来自网友的疑问。当我删除 file1 之后， file2 则为一个正规文件，并不会与他人共同分享同一个 inode 与 block ，因此，当我重新创建一个档名为 file1 时，他所利用的 inode 与 block 都是由我们的 filesystem 主动去搜寻 meta data ，找到空的 inode 与 block 来创建的， 与原本的 file1 并没有任何关连性喔！所以，新建的 file1 并不会影响 file2 呢！

#参考数据与延伸阅读
- 注1：根据The Linux Document Project的文件所绘制的图示，详细的参考文献可以参考如下连结：
Filesystem How-To: http://tldp.org/HOWTO/Filesystems-HOWTO-6.html
- 注2：参考维基百科所得数据，链接网址如下：
条目： Ext2 介绍 http://en.wikipedia.org/wiki/Ext2
- 注3：PAVE为一套秀图软件，常应用于数值模式的输出文件之再处理：
PAVE 使用手册： http://www.ie.unc.edu/cempd/EDSS/pave_doc/index.shtml
- 注4：详细的 inode 表格所定义的旗标可以参考如下连结：
John's spec of the second extended filesystem: http://uranus.it.swin.edu.au/~jn/explore2fs/es2fs.htm
- 注5：参考 Ext2 官网提供的解说文件，这份文件非常值得参考的！
文章名称：『Design and Implementation of the Second Extended Filesystem 』
http://e2fsprogs.sourceforge.net/ext2intro.html
- 注6：Red Hat 自己推出的白皮书内容：
文章名称：Whitepaper: Red Hat's New Journaling File System: ext3
http://www.redhat.com/support/wpapers/redhat/ext3/
- 注7：其他值得参考的 Ext2 相关文件系统文章之连结如下：
The Second Extended File System - An introduction: http://www.freeos.com/articles/3912/
ext3 or ReiserFS? Hans Reiser Says Red Hat's Move Is Understandable
http://www.linuxplanet.com/linuxplanet/reports/3726/1/ 文件系统的比较：维基百科：http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_file_systems
- 注8：NTFS 文件系统官网：Linux-NTFS Project: http://www.linux-ntfs.org/
- 注9： Linux 核心所支持的硬件之装置代号(Major, Minor)查询：
http://www.kernel.org/pub/linux/docs/device-list/devices.txt
- 注10：与 Boot sector 及 Superblock 的探讨有关的讨论文章：
The Second Extended File System: http://www.nongnu.org/ext2-doc/ext2.html
Rob's ext2 documentation: http://www.landley.net/code/toybox/ext2.html
Life is different blog: ext2文件系统分析： http://www.qdhedu.com/blog/post/7.html

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