Linux基礎之文件系統

Linux基礎之文件系統

1、Ext2/Ext3/Ext4區別

這三個都是文件系統格式NTFS和FAT32。

Linux kernel自2.6.28開始正式支持新的文件系統Ext4，Ext4是Ext3的改進版，修改了Ext3中部分重要的數據結構。Ext3對Ext2，只是增長了一個日誌功能而已。Ext4能夠提供更佳的性能和可靠性，還有更爲豐富的功能，更大的文件系統和更大的文件。較之Ext3所支持的最大16TB文件系統和最大2TB文件，Ext4分別支持1EB（1,048,576TB，1EB=1024PB，1PB=1024TB）的文件系統，以及16TB的文件。

一、無限數量的子目錄

Ext3只支持32,000個子目錄，而Ext4支持無限數量的子目錄。

二、Extents（區段）

Ext3採用間接塊映射，當操做大文件時，效率極其低下。好比一 個100MB大小的文件，在Ext3中要創建25,600個數據塊（每一個數據塊大小爲4KB）的映射表。在Ext3中，每一個物理塊都須要一個邏輯塊結構與之相對應。

Ext4引入了extents概念，提升效率，每一個extent爲一組連續的數據塊，理想狀況下，上述文件則表示爲只須要一個extent來記錄映射關係。

三、多塊分配

當寫入數據到Ext3文件系統中時，Ext3的數據塊分配器每次只能分配一個4KB的塊，寫一個100MB文件就要調用25600次數據塊分配器，而Ext4的多塊分配器「multiblockallocator」（mballoc）支持一次調用分配多個數據塊。

四、延遲分配 

Ext3的數據塊分配策略是儘快分配，而Ext4是儘量地延遲分配，直到文件在cache中寫完纔開始分配數據塊並寫入磁盤。如此能優化整個文件的數據塊分配，顯著提高性能。

五、快速fsck（文件系統檢查）

老的fsck會很慢，由於它要檢查全部的inode，Ext4給每一個組的inode表中都過它們而只去檢查那些在用的inode添加了一份未使用inode的列表，執行 fsck就能夠跳過它們而只去檢查那些在用的inode。

六、日誌校驗

日誌是最經常使用的部分，也極易致使磁盤硬件故障，而從損壞的日誌中恢復數據會致使更多的數據損壞。

Ext4的日誌校驗功能能夠很方便地判斷日誌數據是否損壞，將過去兩階段日誌機制合併成一個階段，提升性能。

補充，兩階段提交：

    （1）文件系統將準備執行的事務的具體內容寫入日誌。

    （2）文件系統進行文件操做。

    （3）操做成功後，將事務具體的內容從日誌中刪除。

七、「無日誌」（NoJournaling）模式

Ext4容許關閉日誌，以便某些有特殊需求的用戶能夠藉此進一步提高性能。

八、在線碎片整理

Ext4支持在線碎片整理，並提供e4defrag工具進行個別文件或整個文件系統的碎片整理。

九、inode相關特性

Ext4支持更大的inode，較之Ext3默認的inode大小128字節，Ext4爲了在inode中容納更多的擴展屬性（如納秒時間戳或inode版本），默認inode大小爲256字節。

十、持久預分配（Persistentpreallocation）

P2P軟件爲了保證下載文件有足夠的空間存放，經常會預先建立 一個與所下載文件大小相同的空文件，以避免將來的數小時或數天以內磁盤空間不足致使下載失敗。Ext4在文件系統層面實現了持久預分配並提供相應的API，比應用軟件本身實現更有效率。

2、swap

一、Swap（交換分區）概述

使用磁盤存儲內存不夠而「溢出來」的內容。 當系統的物理內存不夠用的時候，就須要將物理內存中的一部分空間釋放出來，以供當前運行的程序使用。

最容易成爲被釋放的對象：一些很長時間沒有什麼操做的程序。被保存到Swap空間中。等到那些被換出的程序要繼續運行時，再從Swap中恢復保存的數據到內存中。

通常來講能夠按照以下規則設置swap大小：

8G之內的物理內存，SWAP設置爲內存的2倍。

8G-16G之內的的物理內存，SWAP等於內存大小或者設置爲8G。

16G-256G的物理內存，SWAP設置爲實際內存的1/2便可。

二、系統如何使用swap

實際上，並非等全部的物理內存都消耗完畢以後，纔去使用swap的空間，何時使用是由swappiness參數值控制。

[root@localhost ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness
60
[root@localhost ~]#

默認值是60。swappiness=0的時候表示最大限度使用物理內存，而後纔是swap空間，swappiness＝100的時候表示積極的使用swap分區，而且把內存上的數據及時的搬運到swap空間裏面。

三、修改swap參數 

1.臨時性修改

使用命令：sysctl，能夠進行臨時修改swap的使用比例。

命令格式：sysctl vm.swappiness=0-100的數字

示例：

[root@localhost ~]# sysctl vm.swappiness=10 
vm.swappiness = 10 
[root@localhost ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness 
     10 

這裏咱們的修改已經生效，可是若是咱們重啓了系統，又會變成60。

2.永久修改

在/etc/sysctl.conf 文件裏添加以下參數：vm.swappiness=10。
vim /etc/sysctl.conf ->i->修改 esc->wq。

四、swap開啓與關閉

swapon -a #開啓
swapoff -a #關閉

3、文件系統的操做

一、掛載點的意義

每一個文件系統都有獨立的inode/block/superblock等信息，這個文件系統要可以連接到目錄樹才能被咱們使用。將文件系統和目錄樹結合的動做咱們稱爲掛載。

掛載點：必定是目錄，此目錄爲文件系統的入口。

二、掛載操做

mount命令：將設備掛載到某個目錄。

命令格式：mount [-fnrsvw] [-o option[,option]...] 設備文件 掛載點

1.選項和參數

-t：指定設備的文件系統類型。

ext4 linux目前經常使用的文件系統。

nfs網絡文件系統。

iso9660 CD-ROM光盤標準文件系統。

auto自動檢測文件系統 

-o：指定掛載文件系統時的選項。

ro以只讀方式掛載。

rw以讀寫方式。

2.掛載鏡像文件

將ISO鏡像文件掛載到Linux虛擬機中，準備工做：

掛載到某個目錄。

[root@localhost ~]# mount /dev/cdrom /media
[root@localhost ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sr0        4.2G  4.2G     0 100% /media/CentOS_6.5_Final
[root@localhost ~]# ll /dev/cdrom1 
lrwxrwxrwx. 1 root root 3 Feb  9 14:53 /dev/cdrom1 -> sr0
[root@localhost ~]# ls /media

CentOS_6.5_Final 掛載到某個目錄

[root@localhost ~]# mkdir /mnt/cdrom
[root@localhost ~]# mount -t iso9660 /dev/cdrom1  /mnt/cdrom
mount: block device /dev/sr0 is write-protected, mounting read-only
[root@localhost ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sr0        4.2G  4.2G     0 100% /mnt/cdrom
[root@localhost ~]# lsblk      #查看塊設備
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0     11:0    1  4.2G  0 rom 

3.掛載U盤

[root@localhost /]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sdb1        29G  2.3G   27G   8% /media/7E4E-815B
[root@localhost /]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0     11:0    1  4.2G  0 rom  
sdb      8:16   1 28.9G  0 disk 
└─sdb1   8:17   1 28.9G  0 part /media/7E4E-815B
[root@localhost /]# mkdir /mnt/udisk
[root@localhost /]# mount /dev/sdb1 /mnt/udisk/
[root@localhost /]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb      8:16   1 28.9G  0 disk 
└─sdb1   8:17   1 28.9G  0 part /media/7E4E-815B
[root@localhost /]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sdb1        29G  2.3G   27G   8% /media/7E4E-815B
/dev/sdb1        29G  2.3G   27G   8% /mnt/udisk

若是掛載後查看U盤內容出現亂碼？

[root@localhost ~]# locale
LANG=en_US.UTF-8
LC_CTYPE="en_US.UTF-8"
LC_NUMERIC="en_US.UTF-8"
LC_TIME="en_US.UTF-8「
[root@localhost ~]#man mount

使用」/iocharset」查找

[root@localhost ~]# mount -o iocharset=utf8 /dev/sdb1 /mnt/udisk

Ntfs須要下載ntfs-3g驅動

yum install ntfs-3g

用完要記得使用umount「彈出」，並斷開鏈接。

三、取消掛載

umount：取消掛載。
命令格式：umount 設備或是掛載點
示例：

umount /mnt/cdrom
#或
umount /dev/cdrom1 
#或
umount /dev/sr0

四、自動掛載

/etc/fstab文件：開機引導的時候自動掛載到linux的文件系統。

五、文件系統相關命令

1.df

df：列出文件系統總體磁盤使用狀況。即整個硬盤的分區狀況。至關於Windows中查看磁盤分區狀況。

命令格式：df 選項參數

選項參數

-a：列出全部文件系統。

-k：以KBytes的容量顯示文件系統。

-m：以MBytes的容量顯示文件系統。

-h：GBytes、MBytes、KBytes等格式自行顯示。

-i：以inode數量顯示。

2.du

du：文件系統的磁盤使用量或是目錄使用量。即具體的目錄或者文件的大小詳情。至關與Windows中打開個人電腦進行文件查看。

命令格式：du 選項參數 目錄名稱

選項參數

-a：列出全部的文件與目錄容量。

-h：以人們較易讀的容量格式(G/M)顯示。

-s：列出總量而已,而不列出每一個各別的目錄佔用容量。

-k：以KBytes列出容量顯示。

-m：以MBytes列出容量顯示。

3.dumpe2fs

dumpe2fs：觀察文件系統。

命令格式：dumpe2fs [options] < device>

參數選項：

-h ：僅列出superblock的數據，不會列出其餘的區段內容。

#dumpe2fs  -h /dev/sda1

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