Linux基础之文件系统简介及其系统管理工具

lyhabc

常见的文件系统
Linux文件系统: ext2, ext3, ext4, xfs, btrfs, reiserfs, jfs, swap
swap: 交换分区
光盘：iso9660
Windows：fat32, ntfs
Unix: FFS, UFS, JFS2
网络文件系统：NFS, CIFS
集群文件系统：GFS2, OCFS2
分布式文件系统：ceph, moosefs, mogilefs, GlusterFS, Lustre
                                                             实验环境CentOS7.2

Linux根据其是否支持"journal"功能：
日志型文件系统: ext3, ext4, xfs, ...
非日志型文件系统: ext2, vfat

Linux的文件系统的组成部分：
内核中的模块：ext4, xfs, vfat
用户空间的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs, mkfs.vfat


在正式介绍文件系统的前先说一下创建文件系统之前的格式化问题。

格式化
低级格式化：硬件制造商、分区之前划分磁道，形成簇 磁盘出厂前由厂家完成
高级格式化：分区之后对分区进行，创建文件系统
每种操作系统所设置的文件属性/权限不相同，为了存放这些所需的数据
我们常说的重装系统及格式化都是属于高级格式化层面的。本文所说的文件系统均为高级格式化后的产物。


Linux文件系统管理工具

blkid：块设备属性信息查看
命令使用格式：blkid [OPTION]... [DEVICE]
    -U UUID: 根据指定的UUID来查找对应的设备
    -L LABEL：根据指定的LABEL来查找对应的设备
命令演示：
1
2
3
4
[root@localhost ~]# blkid /dev/sda1
/dev/sda1: UUID="6efb8a23-bae1-427c-ab10-3caca95250b1" TYPE="xfs"
[root@localhost ~]# blkid -U 6efb8a23-bae1-427c-ab10-3caca95250b1
/dev/sda1
…………………………………………………………………………………………………………
mkfs：文件系统创建工具：
mkfs - build a Linux filesystem
命令使用格式：
1、 mkfs [options] [-t type]  device [size]
    [ -t type] :指定要创建的文件系统类型ext4|xfs|btrfs|vfat|...|]
    [options] 'LABEL': 设定卷标 在创建文件系统同时指定卷标。
              -f 若文件系统已存在，强制覆盖
命令演示：
[root@localhost ~]# mkfs -L 'new1' -t ext4 /dev/sdb5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
文件系统标签=new1
OS type: Linux
块大小=1024 (log=0)
分块大小=1024 (log=0)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
25688 inodes, 102400 blocks
5120 blocks (5.00%) reserved for the super user
第一个数据块=1
Maximum filesystem blocks=33685504
13 block groups
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
1976 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
        8193, 24577, 40961, 57345, 73729
Allocating group tables: 完成                           
正在写入inode表: 完成                           
Creating journal (4096 blocks): 完成
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成
[root@localhost ~]# blkid /dev/sdb5
/dev/sdb5: LABEL="new1" UUID="10880486-7ad9-43de-9607-f9bc1fda1edf" TYPE="ext4"
…………………………………………………………………………………………………………
2、 mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE
FS_TPYE:ext4、xfs、btrfs、vfat...
命令演示：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
[root@localhost ~]# mkfs.xfs -L 'new2' /dev/sdb6        
mkfs.xfs: /dev/sdb6 appears to contain an existing filesystem (ext3).
mkfs.xfs: Use the -f option to force overwrite.
[root@localhost ~]# mkfs.xfs -f -L 'new2' /dev/sdb6
meta-data=/dev/sdb6              isize=256    agcount=4, agsize=6400 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=0        finobt=0
data     =                       bsize=4096   blocks=25600, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=0
log      =internal log           bsize=4096   blocks=853, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
[root@localhost ~]# blkid /dev/sdb6
/dev/sdb6: LABEL="new2" UUID="ed636bf6-1cee-43d1-96e2-8baa8dc29087" TYPE="xfs"
若/dev/sdb# 指定的磁盘块已经存在文件系统，执行命令mkfs会失败，若加-f，则强制将原文件系统覆盖。慎用-f。
…………………………………………………………………………………………………………
mke2fs：ext系列文件系统专用管理工具
mke2fs - create an ext2/ext3/ext4 filesystem
    -t {ext2|ext3|ext4}指明要创建的文件系统类型
    -b {1024|2048|4096}指明文件系统的块大小
    -L 'LABEL'指明卷标
    -j: 创建有日志功能的文件系统ext3
mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3
    -i #: 为数据空间中每多少个字节创建一个inode；此大小不应该小于block的大小；
    -N #：为数据空间创建个多少个inode；
    -m #: 为管理人员预留的空间占据的百分比；
    -O [^]FEATHER：开启或关闭某种特性；
命令演示：mk2fs创建ext2格式的文件系统
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
[root@localhost ~]# mke2fs -t ext2 /dev/sd
sda   sda1  sda2  sdb   sdb1  sdb2  sdb5  sdb6  sdb7  
[root@localhost ~]# mke2fs -t ext2 /dev/sdb7
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
文件系统标签=
OS type: Linux
块大小=1024 (log=0)
分块大小=1024 (log=0)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
25688 inodes, 102400 blocks
5120 blocks (5.00%) reserved for the super user
第一个数据块=1
Maximum filesystem blocks=67371008
13 block groups
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
1976 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
        8193, 24577, 40961, 57345, 73729
Allocating group tables: 完成                           
正在写入inode表: 完成                           
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成
[root@localhost ~]# blkid /dev/sdb7
/dev/sdb7: UUID="4b9767fc-a8bf-4dda-9ce1-50eb5418da04" TYPE="ext2"
指定inode数及为管理人员预留空间的百分比
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
[root@localhost ~]# mke2fs -N 1024 -m 3 /dev/sdb7
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
文件系统标签=
OS type: Linux
块大小=1024 (log=0)
分块大小=1024 (log=0)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
1040 inodes, 102400 blocks
3072 blocks (3.00%) reserved for the super user
第一个数据块=1
Maximum filesystem blocks=67371008
13 block groups
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
80 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
        8193, 24577, 40961, 57345, 73729
Allocating group tables: 完成                           
正在写入inode表: 完成                           
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成
…………………………………………………………………………………………………………
e2label：管理ext系列文件系统的LABEL
    查看：e2label device
    设定：e2label device LABEL
命令演示：设定指定块设备的卷标
1
2
3
[root@localhost ~]# e2label /dev/sdb7 new3
[root@localhost ~]# e2label /dev/sdb7
new3
…………………………………………………………………………………………………………
tune2fs：重新设定ext系列文件系统可调整参数的值（不进行格式化）
    -l：查看指定文件系统超级块信息；super block
    -L 'LABEL'：修改卷标
    -m #：修预留给管理员的空间百分比
    -j: 将ext2升级为ext3
    -O: 文件系统属性启用或禁用
    -o: 调整文件系统的默认挂载选项
    -U UUID: 修改UUID号；
命令演示：修改卷标
1
2
3
4
[root@localhost ~]# tune2fs -L 'another label' /dev/sdb7
tune2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
[root@localhost ~]# blkid /dev/sdb7
/dev/sdb7: LABEL="another label" UUID="a57b2116-d72b-48d2-a648-bb6d2d5487ac" TYPE="ext2"
升级ext2到ext3
1
2
3
4
5
[root@localhost ~]# tune2fs -j /dev/sdb7
tune2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Creating journal inode: 完成
[root@localhost ~]# blkid /dev/sdb7
/dev/sdb7: LABEL="another label" UUID="a57b2116-d72b-48d2-a648-bb6d2d5487ac" SEC_TYPE="ext2" TYPE="ext3"
…………………………………………………………………………………………………………
dumpe2fs：
    -h：查看超级块信息等同于tune2fs -l
命令演示：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
[root@localhost ~]# dumpe2fs -h /dev/sdb7
dumpe2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem volume name:   another label
Last mounted on:          <not available>
Filesystem UUID:          a57b2116-d72b-48d2-a648-bb6d2d5487ac
Filesystem magic number:  0xEF53
Filesystem revision #:    1 (dynamic)
Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype sparse_super
Filesystem flags:         signed_directory_hash
Default mount options:    user_xattr
Filesystem state:         clean
Errors behavior:          Continue
Filesystem OS type:       Linux
Inode count:              1040
Block count:              102400
Reserved block count:     3072
Free blocks:              96568
Free inodes:              1029
First block:              1
Block size:               1024
Fragment size:            1024
Reserved GDT blocks:      256
Blocks per group:         8192
Fragments per group:      8192
Inodes per group:         80
Inode blocks per group:   10
Filesystem created:       Sun Aug 21 20:11:13 2016
Last mount time:          n/a
Last write time:          Sun Aug 21 20:52:01 2016
Mount count:              0
Maximum mount count:      -1
Last checked:             Sun Aug 21 20:11:13 2016
Check interval:           0 (<none>
Reserved blocks uid:      0 (user root)
Reserved blocks gid:      0 (group root)
First inode:              11
Inode size:               128
Journal inode:            8
Default directory hash:   half_md4
Directory Hash Seed:      3e1f3581-59c7-41b3-bd4f-d262e3ce026e
Journal backup:           inode blocks
Journal features:         (none)
日志大小:             4113k
Journal length:           4096
Journal sequence:         0x00000001
Journal start:            0
…………………………………………………………………………………………………………
fsck：check and repair a Linux file system检查修复Linux文件系统
因进程意外中止或系统崩溃等 原因导致定稿操作非正常终止时，可能会造成文件损坏；此时，应该检测并修复文件系统； 建议，离线进行；
    -t fstype：指明文件系统类型；比如：fsck -t ext4 = fsck.ext4
    -a：无须交互而自动修复所有错误；
    -r：交互式修复；
Note: FS_TYPE一定要与分区上已经文件类型相同；
…………………………………………………………………………………………………………
e2fsck：ext系列文件专用的检测修复工具
    -y：自动回答为yes;
    -f：强制修复；


总结
文件系统管理工具
通用：mkfs、blkid、fsck
ext系列文件系统专用工具：mke2fs、dumpe2fs、tune2fs、e2label、e2fsck

简要比较两种类型的命令
1
2
3
4
5
6
[root@localhost ~]# dumpe2fs /dev/sda1
dumpe2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
dumpe2fs: Bad magic number in super-block 当尝试打开 /dev/sda1 时
找不到有效的文件系统超级块.
[root@localhost ~]# blkid /dev/sda1
/dev/sda1: UUID="6efb8a23-bae1-427c-ab10-3caca95250b1" TYPE="xfs"