Linux磁盤與文件系統管理
1、Linux系統中硬盤分區主要分爲：主分區和擴展分區兩種，且主分區與擴展分區之和最多隻有4個，即磁盤最多隻能4個；主分區可以馬上使用但不能進行在分區；而擴展分區必須進行再分區，即邏輯分區，纔可使用，並且擴展分區最多隻有一個（對操作系統的的限制，最多隻能裝一個操作系統）；邏輯分區的數據依操作系統而不同，在Linux系統中，IDE硬盤最多可以有59個邏輯分區（5號到63號，磁盤前綴爲：hd），SATA硬盤最多有11個邏輯分區（5號到15號，磁盤前綴爲：sd）。
2、Linux文件系統通常會將數據和文件權限、屬性分開存放在不同的塊中，權限和屬性放置到inode中，實際數據存放到data block中，具體信息如下：
super block：記錄此文件系統的整體信息，包括inode/block的總量、使用量、剩餘量、以及文件系統的格式與相關信息等；
inode：記錄文件的屬性，一個文件佔用一個inode，同時記錄此文件的數據所在的block號碼；
block：實際記錄文件的內容，若文件太大時，就佔用多個block。
3、Linux的Ext2文件系統
文件系統一開始就將inode與block規劃好了，除非重新格式化（或者利用resize2fs等命令更改系統大小），否則inode與block固定後就不會再變動的。
在文件系統整體的規劃中，文件系統最前面有一個啓動扇區，可以安裝引導裝載程序。
①inodetable（inode表格）
inode記錄文件數據至少有下面這些：
·該文件的訪問模式（read/write/excute）
·該文件的所有者與組（owner/group）
·該文件的大小
·該文件創建或狀態改變的時間（ctime）
·最近一次的讀取時間（atime）
·最近修改時間（mtime）
·定義文件特性的標誌（flag），如設置SetUID等
·該文件真正內容的指向（pointer）
·每個inode的大小均固定爲128bytes
·每個文件都會僅佔用一個inode而已，因此文件系統能夠創建的文件數量與inode的數量有關
·系統讀取文件時需要先找到inode，並分享inode所記錄的權限與用戶是否符合，如符合才能夠開始實際讀取數據block的內容
·inode記錄block號碼的區域定位12個直接、1個間接、與1個三間接記錄去，即拿block來記錄額外的號碼
②data block（數據塊）
在Ext2文件系統中，所支持的block大小有1kb、2kb及4kb三種。
③Superblock（超級塊）
④File System Description（文件系統描述說明）
⑤block bitmap（塊對照表）
⑥inode bitmap（inode對照表）
4、Ext2/Ext3文件的訪問與日誌文件系統的功能
新增一個文件，此時文件系統的行爲是：
①先確定用戶對欲添加文件的目錄是否具有w與x的權限，若有的話才能添加
②根據inode bitmap找到沒有使用的inode號碼，並將新文件的權限/屬性寫入
③根據block bitmap找到沒有使用中的block號碼，並將時間的數據寫入block中，且更新inode的block指向數據
④將剛纔寫入的inode與block數據同步更新inode bitmap與block bitmap，並更新supervblock的內容
一般將inodetable與datatable稱爲數據存放區域，至於superblock、blockbitmp、inodebitmap等區段被稱爲中間數據（metadata），這些區段的數據經常變動，每次添加、刪除、編輯時都可能會影響到這三個部分的數據。
爲了保證文件系統信息一致性，Ext3加入了日誌文件系統。Ext3是Ext2的升級版。
5、文件系統的簡單操作
（1）磁盤與目錄的容量：df,du
df:列出文件系統的整體磁盤使用量
df [-ahikHtm] [目錄或文件名]
-a:列出所有的文件系統，包括系統特有的/proc等文件系統
-k:以KB的容量顯示各文件系統
-m:以MB的容量顯示各文件系統
-h:以人們較易閱讀的GB、MB、KB等格式自行顯示
-i:不用硬盤容量，而以inode的數量來顯示
du:評估文件系統的磁盤的使用量，目錄所佔容量
du [-ahskm] 文件或目錄名稱
-a:列出所有的文件與目錄的容量，默認僅統計目錄下面的文件量
-s:列出總量而已，而不列出每個各別的目錄佔用量
（2）連接文件：ln
在Linux下面的連接文件有兩種：一種是類似Windows的快捷方式功能的文件，可以快速連接到目標文件或目錄（符號連接，symbolic link）；另一種則是通過文件系統的inode連接來產生新的文件名，而不產生新文件（硬連接，hard link）。
hard link:只是在某個目錄下新建一條文件名連接到某個inode號碼的關聯記錄上。相對於symbolic link更安全，如果你將任何一個“文件名”刪除，其是inode與block都還是存在的。使用hard link設置連接文件時，磁盤的空間與inode的數目都不會改變，只是在該目錄的關連數據上多寫了一個。但使用hard link要注意：不能跨文件系統，也不能連接到目錄。
symbolic link:類似Windows的快捷方式，創建一個獨立的文件，而這個文件會讓數據的讀取指向它連接的那個文件的文件名，當源文件被刪除之後，symbolic link的文件會打開，實際上就是找不到源文件的“文件名”。
ln [-sf] 源文件 目標文件
其中，-s：如果不加任何參數就是hard link，加上-s 就是symbolic link
-f：如果目標文件存在時，就主動將目標文件直接刪除後再創建
6、磁盤的分區、格式化、檢驗與掛載
（1）磁盤分區：fdisk
fdisk [-l] 設備名稱
其中，-l:輸出後面接的設備所有的分區內容。若僅有fdisk -l時，則系統將會把整個系統內能夠找到的設備的分區均列出來。fdisk只有root才能執行。
（2）磁盤格式化：mkfs
mkfs [-t 文件系統格式] 設備文化名
其中，-t:可以接文件系統格式，如ext3,ext2,vfat等
磁盤格式化指定文件系統的具體選項使用：mke2fs
mke2fs [-b block的大小] [-i inode大小] [-L 卷標] [-cj]設備
7、磁盤掛載與卸載
磁盤掛載要注意：
①單一文件系統不應該被重複掛載在不同的掛載點（目錄）中；
②單一目錄不應該重複掛載多個文件系統；
③作爲掛載點的目錄理論上應該是都是空目錄纔是；如果掛載的目錄不是空，那麼掛載子文件系統之後，原目錄下的東西就會暫時消失，並不會被覆蓋掉，等新分區卸載之後，原目錄的內容就會再次顯示出來。
mount -a
-a:依照配置文件/etc/fstab的數據將所有未掛載的磁盤都掛載上來；
monut [-t 文件系統] [-L Label名] [-o 額外選項] \
[-n] 設備文件名 掛載點
-t:指定文件系統種類
-n:系統將實際掛載情況實時寫入/etc/mtab中，其他參數請使用man monut查看。
umonut [-fn] 設備文件名或掛載點
其中，-f：強制卸載，可用在類似網絡文件系統（NFS）無法讀取到的情況下；
-n:不更新/etc/mtab的情況下卸載
8、文件常用壓縮命令
壓縮命令：
①compress：這個壓縮命令是非常老舊的壓縮命令，已經不再流行了。
compress [-rcv] 文件或目錄
其中，-r：可以連同目錄下的文件也同時給予壓縮；
-c：將壓縮數據輸出成爲standard output（輸出到屏幕）；
-v：可以顯示出壓縮後的文件信息以及壓縮過程中的一些文件名變化。
②gzip：目前應用最爲廣泛的壓縮命令，可以解壓compress、zip與gzip等軟件所在壓縮文件，建立的壓縮文件爲*.gz的文件名。可以使用zcat命令直接讀取純文本壓縮文件。
gzip [-cdtv#] 文件名
其中，-c：將壓縮的數據輸出到屏幕上，可以通過數據流重定向來處理；
-d：解壓縮的參數；
-t：可以用來檢驗一個壓縮文件的一致性，看看文件有無錯誤；
-v：可以顯示原文件/壓縮文件的壓縮比等信息；
-#：壓縮等級，-1最快，但壓縮比最差，-9最慢，但壓縮比最好，默認是-6.
如：gzip -v man.cofig（壓縮man.config文件，並顯示壓縮比），gzip -d man.config.gz（解壓man.config.gz文件），zcat man.config.gz（查看壓縮文件man.config.gz）
③bzip2：提供壓縮比比gzip更佳的壓縮程序，建立的壓縮文件爲*.bz2的文件名。bzcat：查看*.bz2d的壓縮文件。
bzip2 [-cdkzv#] 文件名
其中，-k：保留原文件，而不會刪除原始的文件；其他參數同gzip。
注：gzip、bzip2都只能對單一文件進行壓縮，不能對目錄進行壓縮，若對目錄進行壓縮需要使用tar命令。
④打包命令：tar
打包壓縮：tar [-j|-z][cv] [-f 新建文件名] filename
查看文件名：tar [-j|-z][tv] [-f 新建文件名]
加壓縮：tar [-j|-z][xv] [-f 新建文件名] [-C 目錄]
其中，-c：新建打包文件，可以搭配-v來查看過程中被打包的文件名（filename）；
-t：查看打包文件的內容包含哪些文件名，重點在查看文件名；
-x：解打包或解壓縮的功能，可以搭配-C(大寫)在特定目錄解壓；
-j：通過bzip2的支持進行壓縮/解壓，此時文件名最好爲*.tar.bz2；
-z：通過gzip的支持進行壓縮/解壓 ，此時文件名最好爲*.tar.gz；
-v：在壓縮/解壓過程中，將正在處理的文件名顯示出來；
-f filename：-f後面要接被處理的文件名，建議-f單獨寫一個參數；
-C 目錄：在特定的目錄解壓縮。
其他參數，請使用man tar查看。