Linux檔案系統簡介及其系統管理工具

2020-06-16 17:34:42

常見的檔案系統

Linux檔案系統: ext2, ext3, ext4, xfs, btrfs, reiserfs, jfs, swap

swap: 交換分割區

光碟：iso9660

Windows：fat32, ntfs

Unix: FFS, UFS, JFS2

網路檔案系統：NFS, CIFS

叢集檔案系統：GFS2, OCFS2

分散式檔案系統：ceph, moosefs, mogilefs, GlusterFS, Lustre

實驗環境CentOS7.2

Linux根據其是否支援"journal"功能：

紀錄檔型檔案系統: ext3, ext4, xfs, ...

非紀錄檔型檔案系統: ext2, vfat

Linux的檔案系統的組成部分：

核心中的模組：ext4, xfs, vfat

使用者空間的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs, mkfs.vfat

在正式介紹檔案系統的前先說一下建立檔案系統之前的格式化問題。

格式化

低階格式化：硬體製造商、分割區之前劃分磁軌，形成簇 磁碟出廠前由廠家完成

高階格式化：分割區之後對分割區進行，建立檔案系統

每種作業系統所設定的檔案屬性/許可權不相同，為了存放這些所需的資料

我們常說的重灌系統及格式化都是屬於高階格式化層面的。本文所說的檔案系統均為高階格式化後的產物。

Linux檔案系統管理工具

blkid：塊裝置屬性資訊檢視

命令使用格式：blkid [OPTION]... [DEVICE]

-U UUID: 根據指定的UUID來查詢對應的裝置

-L LABEL：根據指定的LABEL來查詢對應的裝置

命令演示：

[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

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mkfs：檔案系統建立工具：

mkfs - build a Linux filesystem

命令使用格式：

1、 mkfs [options] [-t type] device [size]

[ -t type] :指定要建立的檔案系統型別ext4|xfs|btrfs|vfat|...|]

[options]:-L 'LABEL': 設定卷標在建立檔案系統同時指定捲標。

-f 若檔案系統已存在，強制覆蓋

命令演示：

[root@localhost ~]# mkfs -L 'new1' -t ext4 /dev/sdb5

mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013) 
檔案系統標籤=new1 
OS type: Linux 
塊大小=1024 (log=0) 
分塊大小=1024 (log=0) 
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks 
25688 inodes, 102400 blocks 
5120 blocks (5.00%) reserved for the super user 
第一個資料塊=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                             
正在寫入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"

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2、 mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE

FS_TPYE:ext4、xfs、btrfs、vfat...

命令演示：

[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# 指定的磁碟塊已經存在檔案系統，執行命令mkfs會失敗，若加-f，則強制將原檔案系統覆蓋。慎用-f。

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mke2fs：ext系列檔案系統專用管理工具

mke2fs - create an ext2/ext3/ext4 filesystem

-t {ext2|ext3|ext4}指明要建立的檔案系統型別

-b {1024|2048|4096}指明檔案系統的塊大小

-L 'LABEL'指明卷標

-j: 建立有紀錄檔功能的檔案系統ext3

mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3

-i #: 為資料空間中每多少個位元組建立一個inode；此大小不應該小於block的大小；

-N #：為資料空間建立個多少個inode；

-m #: 為管理人員預留的空間占據的百分比；

-O [^]FEATHER：開啟或關閉某種特性；

命令演示：mk2fs建立ext2格式的檔案系統

[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) 
檔案系統標籤= 
OS type: Linux 
塊大小=1024 (log=0) 
分塊大小=1024 (log=0) 
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks 
25688 inodes, 102400 blocks 
5120 blocks (5.00%) reserved for the super user 
第一個資料塊=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                             
正在寫入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數及為管理人員預留空間的百分比

[root@localhost ~]# mke2fs -N 1024 -m 3 /dev/sdb7 
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013) 
檔案系統標籤= 
OS type: Linux 
塊大小=1024 (log=0) 
分塊大小=1024 (log=0) 
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks 
1040 inodes, 102400 blocks 
3072 blocks (3.00%) reserved for the super user 
第一個資料塊=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                             
正在寫入inode表: 完成                             
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成

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e2label：管理ext系列檔案系統的LABEL

檢視：e2label device

設定：e2label device LABEL

命令演示：設定指定塊裝置的卷標

[root@localhost ~]# e2label /dev/sdb7 new3 
[root@localhost ~]# e2label /dev/sdb7 
new3

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tune2fs：重新設定ext系列檔案系統可調整引數的值（不進行格式化）

-l：檢視指定檔案系統超級塊資訊；super block

-L 'LABEL'：修改卷標

-m #：修預留給管理員的空間百分比

-j: 將ext2升級為ext3

-O: 檔案系統屬性啟用或禁用

-o: 調整檔案系統的預設掛載選項

-U UUID: 修改UUID號；

命令演示：修改卷標

[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"

升級ext2到ext3

[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"

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dumpe2fs：

-h：檢視超級塊資訊等同於tune2fs -l

命令演示：

[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) 
紀錄檔大小:             4113k 
Journal length:           4096 
Journal sequence:         0x00000001 
Journal start:            0

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fsck：check and repair a Linux file system檢查修復Linux檔案系統

因進程意外中止或系統崩潰等原因導致定稿操作非正常終止時，可能會造成檔案損壞；此時，應該檢測並修復檔案系統；建議，離線進行；

-t fstype：指明檔案系統型別；比如：fsck -t ext4 = fsck.ext4

-a：無須互動而自動修復所有錯誤；

-r：互動式修復；

Note: FS_TYPE一定要與分割區上已經檔案型別相同；

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e2fsck：ext系列檔案專用的檢測修復工具

-y：自動回答為yes;

-f：強制修復；

總結

檔案系統管理工具

通用：mkfs、blkid、fsck

ext系列檔案系統專用工具：mke2fs、dumpe2fs、tune2fs、e2label、e2fsck

簡要比較兩種型別的命令

[root@localhost ~]# dumpe2fs /dev/sda1 
dumpe2fs 1.42.9 (28-Dec-2013) 
dumpe2fs: Bad magic number in super-block 當嘗試開啟 /dev/sda1 時 
找不到有效的檔案系統超級塊. 
[root@localhost ~]# blkid /dev/sda1 
/dev/sda1: UUID="6efb8a23-bae1-427c-ab10-3caca95250b1" TYPE="xfs"

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Linux檔案系統簡介及其系統管理工具

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