管理LINUX文件系统.ppt

管理linux文件系统 1 目标： 1.选择linux文件系统 2.配置linux文件系统分区 3.使用逻辑卷管理（lvm）来配置文件系统 4.配置和管理linux文件系统 5.设置并配置磁盘限额 2 目标1： 选择linux文件系统 什么是文件系统？ 文件系统是在一个磁盘（包括光盘、软盘、闪盘及其它存储设备）或 分区组织文件的方法,比如ntfs,fat32,ext2,ext3 文件系统的创建： 这个过程是存储设备建立文件系统的过程，一般也被称为格式化或初 始化，通过一些初始化工具来进行。一般的情况下每个类型的操作系统 都有这方面的工具，linux下有mkfs. 挂载（mount）： 文件系统只有挂载才能使用，unix类的操作系统如此，windows也 是一样；在windows更直观一些，具体内部机制我们不太了解。但 unix类的操作系统是通过mount进行的，挂载文件系统时要有挂载点. 3 选择linux文件系统： linux操作系统一个主要任务就是通过创建和管 理文件系统来提供存储服务。 传统的文件系统(不记录数据和元数据到日志)： ext2 minix ms-dos/vfat(fat32) hpfs 日志文件系统： ext3 reiserfs ntfs jfs xfs veritassvxfs 4 传统的文件系统 ext2 ：ext2文件系统基于inode，为提高速度而 设计，即高效又不容易产生文件碎片。但不提供 日志功能。 minix：minix文件系统比较旧，限制较多（它是 首个linux文件系统），但对于软盘或ram磁盘， 有时仍会使用此系统，因为minix极低的文件系统 开销可增加数据存储量。 ms-dos/vfat：fat是windows系统使用的主 文件系统，vfat即fat32，支持长文件名。 hpfs：高性能文件系统，是ibm os/2的文件系 统的原始文件系统。 5 日志文件系统 日志文件系统可以在系统发生断电或者其它系统故障时保 证整体数据的完整性，linux是目前支持日志文件系统最 多的操作系统之一 。 大多数现代文件系统都使用了来自于数据库系统中为了提 高崩溃恢复能力而开发的日志技术。磁盘事务在被真正写 入到磁盘的最终位置以前首先按照顺序方式写入磁盘中日 志区(或是log区)的特定位置。 现在，如果崩溃发生在日志内容被写入之前发生，那么原 始数据仍然在磁盘上，丢失的仅仅是最新的更新内容。如 果当崩溃发生在真正的写操作时(也就是日志内容已经更 新)，日志文件系统的日志内容则会显示进行了哪些操作 。因此当系统重启时，它能轻易根据日志内容，很快地恢 复被破坏的更新。 在任何一种情况下，都会得到完整的数据，不会出现损坏 的分区的情况。由于恢复过程根据日志进行，因此整个过 程会非常快只需要几秒钟时间。 6 日志文件系统类型 7 日志文件系统类型 8 日志文件系统类型 9 日志文件系统类型 reiserfs是一个非常优秀的文件系统。也是最早用于 linux的日志文件系统之一 。 reiserfs特点： 1先进的日志机制 reiserfs有先进的日志(journaling/logging)功能机制。 日志机制保证了在每个实际数据修改之前，相应的日志已 经写入硬盘。文件与数据的安全性有了很大提高。 2高效的磁盘空间利用 reiserfs对一些小文件不分配inode。而是将这些文件打 包，存放在同一个磁盘分块中。而其它文件系统则为每个 小文件分别放置到一个磁盘分块中。这意味着：如果有 10000个小文件，就要占用10000个分块。想想看这多浪 费磁盘空间。 10 reiserfs的特点 3独特的搜寻方式 reiserfs基于快速平衡树(balanced tree)搜索，平衡树在性能上非 常卓越，这是一种非常高效的算法。reiserfs搜索大量文件时，搜 索速度要比ext2快得多。reiserfs文件系统使用b*tree存储文件，而 其它文件系统使用b+tree树。b*tree查询速度比b+tree要快很多。 reiserfs在文件定位上速度非常快。 在实际运用中，reiserfs 在处理小于 1k 的文件时，比ext2 快 8 到 15 倍！reiserfs 几乎在各个方面都优于 ext2. 4支持海量磁盘 reiserfs是一个非常优秀的文件系统，可轻松管理上百g的文件系统 ，reiserfs文件系统最大支持的文件系统尺寸为16tb。这非常适合 企业级应用。 5优异的性能 由于它的高效存储和快速小文件i/o特点，使用reiserfs文件系统的 pc，在启动x窗口系统时，所花的时间要比在同一台机器上使用ext2 文件系统少1/3。另外，reiserfs文件系统支持单个文件尺寸为4g的 文件，这为大型数据库系统在linux上的应用提供了更好的选择。 11 日志文件系统类型 12 13 注：没有任何一个文件系统能适应所有的 应用环境，每一个文件系统都有各自特有 的优点和缺点。 14 虚拟文件系统转换 虚拟文件系统（vfs）是物理文件系统与服务之 间的一个接口层，它对linux的每个文件系统的 所有细节进行抽象，使得不同的文件系统在 linux核心以及系统中运行的其他进程看来，都 是相同的。严格说来，vfs并不是一种实际的文 件系统。它只存在于内存中，不存在于任何外存 空间。vfs在系统启动时建立，在系统关闭时消 亡。 vfs使linux同时安装、支持许多不同类型的文件 系统成为可能。 15 linux文件系统格式的独特之处：数据和管理信息分开，每个文件都 通过inode来描述。 什么是inode？ inode 译成中文就是索引节点。每个节点有128个字节，包含除了 文件名之外有关此文件的所有信息。这些信息包括文件文件所有者、 访问权限、文件大小、各种时间（修改时间、访问时间和修改inode 的时间）等详细资料，以及指向文件数据块的链接。 每个存储设备或存储设备的分区（存储设备是硬盘、软盘、u盘 . . ）被格式化为文件系统后，应该有两部份：一部份是inode，另一 部份是block。 block是用来存储数据用的。而inode呢，就是用来存储这些数据的 信息，操作系统根据指令，能通过inode值最快的找到相对应的文件 。 16 文件名保存在哪里？ 目录：目录的数据部分（存储在block）包含了一个列表 ，这个列表表达该目录下的文件,子目录的inode号和名称 的关联。 17 ext2fs文件系统格式 ext2在建立时候就定死了inode数目和block数目，以后不能生 成附加的inode，你只能在创建文件系统时指定inode的数量。 ext2允许的block大小为1024,2048,4096byte 一个文件系统所能容纳的最大文件数，取决与inode的数量。 block的空间占用（不足一个算一个，超出一点算2个） inode数量超出block数量有没有意义？（多出的inode没有用） 当block 大小越小，而inode数量越多，则可利用的空间越多 ，但是大档案写入的效率较差；这种情况适合档案数量多，但是 档案容量小的系统，例如bbs 或者是新闻群组( news )这方面服 务的系统； 当block 大小越大，而inode数量越少时，大档案写入的效率 较佳， 但是可能浪费的硬盘空间较多；这种状况则比较适合档 案容量较大的系统。 18 reiserfs: block 固定为4096byte inode只在实际需要时才生成 采用平衡的二进制树算法，速度更快 文件存储更有效：只保留实际需要空间 ，不是整个block(多个小文件可能在一个 block中) 19 配置linux文件系统分区 分区类型： mbr（main boot recorder）:位于硬盘的零磁 轨上，开始时需要读取，一共512字节。包括系 统引导程序和硬盘分区表两部分。分区表只有64 字节，最多可以有4条分区记录，对应4个分区， 只能有一个扩展分区。 主分区：指派给特定操作系统的一系列连续的柱 面。 扩展分区：扩展分区还可以继续划分逻辑分区。 逻辑分区不要求在分区表中有对应记录。对于 scsi硬盘，逻辑分区最大数目是15个；对于ide 硬盘，逻辑分区的最大数目是63个。 20 配置linux文件系统分区 在linux下对ide的设备是以hd命名的，第一个ide设备是 hda，第二个是hdb。依此类推 我们一般主板上有两个ide接口，一共可以安装四个ide 设备。主ide上的两个设备分别对应hda和hdb，第二个 ide口上的两个设备对应hdc和hdd。 一般我们的硬盘安装在主ide的主接口上，所以是hda 光驱一般安装在第二个ide的主接口上，所以是hdc(因为 hdb是用来命名主ide上的从接口) scsi接口设备是用sd命名的，第一个设备是sda，第二个 是sdb。依此类推 21 配置linux文件系统分区 linux设备名和分区名对应关系： 22 和windows系统中采c，d，e之类分区命 名不同，linux采用“设备名称分区号码” 标明硬盘的各个分区，对于主分区或者扩 展分区号码的编号为14，逻辑分区的分 区号码编号从5开始。 23 分区的设备名 逻辑分区从5开始 24 执行分区的设计原则 yast通常会对系统分区进行合理划分，通常是一 个交换分区，一个根分区。 分区方案： 最小系统：700m。不安装图形界面。 带有图形界面的最小系统：1g。包括x窗口系统 和一些应用程序。 默认系统：1.5g。包括目前的图形环境，如kde 或gnome。 完全安装：2.5g。可以安装suse linux包含的 所有包。 25 磁盘空间分布：根据空间容量和计算机的 使用方式调整可用磁盘空间的分布，以下 是一些基本准则： 最大4g。一个提供交换空间的分区和一个根分 区（/）。 4g或更多。一个交换分区、一个根分区（1g ）以及根据需要以下每个目录一个分区：/usr/ （4g或更多）、/opt/ （4g或更多）和/var/ （ 1g或更多）其余空间可以用于/home/。 26 交换分区 swap文件系统在linux中作为交换分区使用 ，交换分区用于操作系统管理内存的交换 空间。在安装linux操作系统时，交换分区 是必须建立的，并且其类型一定是swap。 一般情况下，交换分区大小应为内存的两 倍。 27 如何使用yast来管理分区 yast分区管理 28 我们将学习如何使用yast执行以下操作： 创建和编辑分区 调整分区的大小 如何打开专家分区工具？ 方法一：通过终端输入yast2 disk 方法二：打开yast选择 systempartitioner 29 目标3：使用逻辑卷管理来配置文件系统 硬盘空间还有，但磁盘某个分区空间快用完了， 有没有办法可以让这个分区空间变大一点呢？ 转移数据，然后重新分区，在把数据拷贝回来？ 用类似于pqmagic之类的智能分区软件来做？ 能不能不影响现有系统和数据访问，以一种透明 的方式实现？ 30 我们可以使用逻辑卷管理（lvm），在已 装入分区的情况下增加逻辑卷的大小！ 31 lvm（逻辑卷管理）的基本结构 32 lvm的功能： 将多个硬盘和分区从逻辑上组成一个卷组 （volume group） 通过lvm你可以很方便的扩展空间 如果硬件支持，可以添加一个硬盘到一个 正在运行中的卷组 最多可以添加256个逻辑卷 33 34 目标4:配置和管理linux文件系统 通过命令行创建文件系统 mkfs：可以创建 ext2,ext3,msdos,minix,xfs,jfs等文件 系统。 35 使用mkfs必须使用选项-t指明要创建的文 件系统类型。若不指明文件系统类型，会 自动创建ext2文件系统。 ps：在格式化分区之前，你得懂得如何查看硬盘 分区情况，并有针对性的格式化；比如用 fdisk -l 来查看； 36 语法：mkfs t 文件系统类型 存储设备 例如：mkfs t ext3 /dev/hda1 选项： -b 指明文件系统中数据块的大小。块大小的值可以为 1024、2048、16384。 -i 指明在文件系统中创建多少个inode。 -j 在文件系统上创建一个ext3日记。 例如：mkfs t ext3 b 1024 i 1024 /dev/hda1 37 mkfs.ext3、 mkfs.reiserfs 、mkfs.ext2 、mkfs.msdos、 mkfs.vfat、 mke2fs 的 介绍 。 其实mkfs 在执行的命令的时候，也是调用 的这个工具，这也是我先把mkfs介绍的主 要原因； 38 通过文件名，我们就知道这些工具是支持什么文件 系统；这些命令为我们提供了更多的方便； mkfs.ext3 /dev/sda6 注：把该设备格式化成ext3文件系统 mke2fs -j /dev/sda6 注：把该设备格式化成ext3文件系统 mkfs.ext2 /dev/sda6 注：把该设备格式化成ext2文件系统 mke2fs /dev/sda6 注：把该设备格式化成ext2文件系统 mkfs.reiserfs /dev/sda6 注：把该设备格式化成reiserfs文件 系统 mkfs.vfat /dev/sda6 注：把该设备格式化成fat32文件系统 mkfs.msdos /dev/sda6 注：把该设备格式化成fat16文件系 统,msdos文件系统就是fat16； mkdosfs /dev/sda6 注：把该设备格式化成fat16文件系统， 同mkfs.msdos 验证当前磁盘格式：tune2fs l /dev/sda6 39 /etc/fstab是系统配置文件，系统启动时会去读这 个文件来加载各种文件系统。它包括了所有分区 和存储设备的信息，以及它们应该挂载到哪里， 以什么样子的方式挂载。如果遇到一些类似于无 法挂载你的linux分区、无法使用你的光驱、无法 对某个分区进行写入操作等问题，那么基本上可 以断定，你的fstab内容有问题了。 /etc/fstab文件可以使用vi进行编辑，前提是root 权限，在这个文件中，每个文件系统（包括分区 或者设备）用一行来描述，在每一行中，用空格 或tab符号来分隔各个字段。 40 fstab内容共有六列，第一列表示设备的名称，第二列表 示该设备的挂载点，第三列是文件系统，第四列是挂载选 项，第五列是dump选项（用一个数字表示），第六列（ 接下来的数字）表示文件系统检查选项 。 41 第四列，挂载选项说明： auto 和 noauto： 这是控制设备是否自动挂载的选项。auto是默认 选择的选项。 user 和 nouser： 这是一个非常有用的选项，user选项允许普通用 户也能挂载设备，而nouser则只允许root用户挂载。nouser是默认 选项。 exec 和 noexec： exec允许你执行对应分区中的可执行二进制程序 ，同理，noexec的作用刚好相反。 ro： 以只读来挂载文件系统。 rw： 以可读可写的属性来挂载系统。 sync 和 async： 对于该文件系统的输入输出应该以什么方式完成。 sync的意思就是同步完成。async，输入输出异步完成，就是进行了 缓冲处理。 defaults： 所有选项全部使用默认配置，包括rw, suid, dev, exec, auto, nouser, 和 async。 42 第五、六列：dump和fsck选项 dump是一个备份工具，而fsck是一个文件系统 扫描检查工具。 第五列是表示dump选项，dump工具通过这个选 项位置上的数字来决定文件系统是否需要备份。 如果是0，dump就会被忽略，事实上，大多数的 dump设置都是0。 第六列是fsck选项，fsck命令通过检测该字段来 决定文件系统通过什么顺序来扫描检查，根文件 系统/对应该字段的值应该为1，其他文件系统应 该为2。若文件系统无需在启动时扫描检查，则设 置该字段为0。 43 挂载文件系统 挂载文件系统，目前有两种方法，一是通 过 mount 来挂载，另一种方法是通过 /etc/fstab文件来开机自动挂载； 1、通过mount 来挂载磁盘分区（或存储设 备） 语法： mount -t 文件系统 -o 选项 设 备名 挂载点 44 -t 通过这个参数，我们来指定文件系统的类型， 一般的情况下不必指定有时也能识别，-t 后面跟 ext3 、ext2 、reiserfs、vfat 、ntfs 等，如果您 忘记了文件系统，也可以在-t 后面加auto ； -o 这个选项，主要选项有权限、用户、磁盘限额 、语言编码等，但语言编码的选项，大多用于 vfat和ntfs文件系统；由于选项太多，具体内容查 看书中6-25页。 可以使用mount命令直接查看当前装入的文件系 统。 45 卸载文件系统 使用umount命令来卸载文件系统 语法：umount 设备名或挂载点 46 监视和检查文件系统 检查分区和文件的使用： df:查看硬盘和分区，mount的位置，空间使用 情况(默认以block的形式显示分区的情况) 选项: -i: 用inode来表示空间使用情况 -h: 用户易读形式 -l: 限制本机文件系统列表 例如，要以用户可读形式列出所有本机系统文件 信息。输入df -lh 47 du:显示关于文件和目录的空间使用情况（默 认只显示目录的情况） -a:显示目录下所有对象的空间是用情况，如 果不带-a则显示该目录以及其下所有目录的空 间使用情况 -c: 最后会显示一个总数（total） -h:用户可读形式 -s:只显示一个总的使用情况 48 查看打开的文件 lsof(listopenfile):该命令列出被打开的文件，默 认显示所有活动进程打开的文件。它可以显示谁 在访问某个目录和文件。 -s: 显示文件的大小 -u：显示某个用户打开的文件 例如：列出根用户和geeko用户的打开文件并包 含文件大小，输入lsof -s -u root,geeko 49 检查pid的使用 fuser:显示使用指定文件的进程pid,默认情况下 ，显示的每个文件名后面会带有一个描述访问类 型的字母： -c:表示在当前目录的进程 -e: 表示正在运行的可执行文件 -f: 打开文件（默认不显示） -r: 访问根目录 -m:访问映射文件或共享库 50 fuser k：kill所有在访问目标文件的进程 （sigkill） fuser u: 显示该进程的用户id fuser -v: 详细信息模式 fuser uv：常用 51 52 习题 1、若一台计算机的内存为128mb，则交换分区的大小通 常是 。 a 64mb b 128mb c 256mb d 512mb 2、将光盘cd-rom（hdc）安装到文件系统的 /mnt/cdrom目录下的命令是 。 a mount /mnt/cdrom b mount /mnt/cdrom /dev/hdc c mount /dev/hdc /mnt/cdrom d mount /dev/hdc 3、将光盘/dev/hdc卸载的命令是 。 a umount /dev/hdc b unmount /dev/hdc c umount /mnt/cdrom /dev/hdc d unmount /mnt/cdrom /dev/hdc 53 4、设超级用户root当前所在目录为：/usr/local，键入cd 命令后，用户当前所在目录为 。 a /home b /root c /home/root d /usr/local 5、下列关于/etc/fstab文件描述，正确的是( ) 。 a fstab文件只能描述属于linux的文件系统 b cd_rom和软盘必须是自动加载的 c fstab文件中描述的文件系统不能被卸载 d 启动时按fstab文件描述内容加载文件系统 6、linux 将存储设备和输入/输出设备均看做文件来操作 ， ( )不是以文件的形式出现。 a 目录 b 软链接 c i节点表 d 网络适配器 54 7、关于i节点和超级块，下列论述不正确的 是 ( )。 a i节点是一个长度固定的表 b 超级块在文件系统的个数是唯一的 c i节点包含了描述一个文件所必需的全部 信息 d 超级块记录了i节点表和空闲块表信息在 磁盘中存放的位置 55 目标5：设置并配置磁盘配额 想一想，什么时候我们会用到磁盘配额功 能？ 针对web服务器，例如：每个人的网页空间的容 量限制！ 针对mail服务器，例如：每个人的邮件空间限制 。 针对file服务器，例如：每个人最大的可用网络 硬盘空间。 56 磁盘限额（ disk quota）：允许管理员为每个用 户或者组指定一个存储空间，也可以指定用户和 或组创建的文件数量。 57 进行磁盘配额前先检查你的系统是否安装 了quota模块，如果没有安装，需要先进行 安装。 对于ext2、ext3和reiserfs文件系统配置的 分区，可以实施磁盘配额。 58 如何配置磁盘配额？ 需要经历如下几个步骤: 1.修改/etc/fstab文件:加入用户限额usrquota,组限额 grpquota。 进行磁盘配额限制时，必须是针对单独的挂载点设置。quota实际在 运作的时候，是针对整个partition进行限制的，例如：如果你的 /dev/hda3是挂载在/home底下，那么在/home底下的所有目录都会 受到限制！ 2.执行mount -o remount /dev/hda3 ，重新引导系统， 或重启系统。 3.初始化限额系统 输入quotacheck avug命令，检查所有启用quota的文件系 统的状况，然后建立一个使用状况表，成功的话会在启用quota 的文件系统的的顶级目录下生成aquota.user或aquota.group 。 59 quotacheck参数： -a ：扫瞄所有在/etc/mtab内，含有quota支持的 filesystem，加上此参数后，/mount_point可不 必写，因为扫描所有的filesystem了嘛！ -u ：针对使用者扫描文件与目录的使用情况，会 建立aquota.user -g ：针对群组扫描文件与目录的使用情况，会建 立aquota.group -v ：显示扫描过程的信息； -m ：强制进行quotacheck的扫描。 60 61 4.配置用户限额： edquota -u username 配置组