存储结构与管理硬盘（Day9 ~ Day10）
Posted myxxw2010
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了存储结构与管理硬盘（Day9 ~ Day10）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
一、一切从“/”开始
1、 FHS （Filesystem Hierarchy Standard，文件系统层次标准）
1）Linux一切皆文件
Linux一切皆文件，都是从“根”目录（/）开始的，并按照FHS采用倒树状结构来存放文件，以及定义常见目录的用途。
2）Linux系统中的文件和目录名称是严格区分大小写的
3）FHS的用途：
- 应该把文件保存到什么位置
- 应该在何处找到所需的文件
- FHS只是道德上的约束
2、FHS倒树状存储结构图
3、Linux系统中常见的目录名称以及相应内容
目录名称 | 应放置文件的内容 |
/boot | 开机所需文件—内核、开机菜单以及所需配置文件等 |
/dev | 以文件形式存放任何设备与接口 |
/etc | 配置文件 |
/home | 用户主目录 |
/bin | 存放单用户模式下还可以操作的命令 |
/lib | 开机时用到的函数库，以及/bin与/sbin下面的命令要调用的函数 |
/sbin | 开机过程中需要的命令 |
/media | 用于挂载设备文件的目录 |
/opt | 放置第三方的软件 |
/root | 系统管理员的家目录 |
/srv | 一些网络服务的数据文件目录 |
/tmp | 任何人均可使用的“共享”临时目录 |
/proc | 虚拟文件系统，例如系统内核、进程、外部设备及网络状态等 |
/usr/local | 用户自行安装的软件 |
/usr/sbin | Linux系统开机时不会使用到的软件/命令/脚本 |
/usr/share | 帮助与说明文件，也可放置共享文件 |
/var | 主要存放经常变化的文件，如日志 |
/lost+found | 当文件系统发生错误时，将一些丢失的文件片段存放在这里 |
4、相对路径与约绝对路径
1）相对路径（relative path）：相对于当前路径的写法
2）绝对路径（absolute path）：从根目录（/）开始写起的文件或目录名称
二、物理设备命名规则
1、udev设备管理器
1）常驻内核，自动规范硬件名称
2）方便用户根据设备文件名猜出设备属性及分区信息等；
3）Udev服务以守护进程形式持续侦听内核指令来管理/dev目录下的设备文件
2、常见的硬件设备及其文件名称
硬件设备 | 文件名称 |
IDE设备 | /dev/hd[a-d] |
SCSI/SATA/U盘 | /dev/sd[a-z] （注：a~z代表26块不同的硬盘，下同） |
virtio设备 | /dev/vd[a-z] |
软驱 | /dev/fd[0-1] |
打印机 | /dev/lp[0-15] |
光驱 | /dev/cdrom |
鼠标 | /dev/mouse |
磁带机 | /dev/st0或/dev/ht0 |
3、硬盘分区编号
1）主分区或扩展分区的编号从1开始，到4结束；
2）逻辑分区（对应windows中的逻辑驱动器）从编号5开始。
4、纠正2个错误的知识点（设备名称与分区编号）
1）设备名称理解错误：
- 设备名称由系统内核识别顺序决定，不是主板插槽顺序；
- /dev目录中sda设备之所以是a，并不是由插槽决定的，而是由系统内核的识别顺序来决定的，而恰巧很多主板的插槽顺序就是系统内核的识别顺序，因此才会被命名为/dev/sda。
2）分区编号理解错误
- 分区的数字编码不一定是强制顺延下来的，也有可能是手工指定的。（即：分区数字编码不代表分区个数）
- sda3表示编号为3的分区，而不能判断sda上已经存在了3个分区
3）应用实战（/dev/sda5解释）
- /dev/：硬件设备文件
- sda5：sd表示的是存储设备；a表示同类接口中第一个被识别到的设备；5表示这个设备是一个逻辑分区。
- /dev/sda5：第一块被识别到的硬件设备中分区编号为5的逻辑分区的设备文件
5、Linux（Windwos）磁盘分区
1）分区要求
- 分为主分区（primary partion）和扩展分区(extension partion)两种
- 主分区和扩展分区数目之和不能大于四个
- 主分区可马上被使用但不能再进行分区
- 主分区至少1个
- 扩展分区最多1个，并且必须再分区（分成‘逻辑分区’）后才能使用
2）主分区、扩展分区数量对照表
主分区数量（个） Primary Partion | 扩展分区数量（个） Extension Partion |
4 | 0 |
3 | 1 |
2 | 1 |
1 | 1 |
三、文件系统与数据资料
1、Linux各种文件系统特性对照表
文件系统 | 推出时间 | 级别 | 特性 | 使用建议 |
Ext2 | 1993年 | 首个商业级 |
| v 最好不用 v 顶多用于SD卡或U盘 |
Exte3 | RHEL2~5 |
|
|
|
Ext4 | RHEL6 | Ext3改进版 |
| 当前主流 |
XFS | RHEL7/8 | Ext4改进版 |
| 当前主流 |
2、新硬盘的正确使用方式
先分区-->再格式化-->最后挂载到目录中使用
3、硬盘地图(Super Block）、inode（索引节点）、block（块）解释
1）硬盘地图（Super Block）
记录该硬盘或分区上文件系统的整体信息，如文件系统的大小等。
2）Inode
- 又称“索引节点”，每个inode对应一个文件或目录，inode记录了文件的大小、占用block及目录的directory block信息。
- 一个inode默认大小为128字节，记录一个block消耗4字节
- 当文件的inode被写满后，Linux会自动再分配一个block，专门用于像inode那样记录其他block块的信息，这样把各个block块的内容串到一起，就能够让用户读到完整的文件内容了。
- Inode节点记录的信息：
- 该文件的访问权限（read、write、execute）；
- 该文件的所有者与所属组（owner、group）；
- 该文件的大小（size）；
- 该文件的创建或内容修改时间（Ctime）；
- 该文件的最后一次访问时间（Atime）；
- 该文件的修改时间（Mtime）；
- 文件的特殊权限（SUID、SGID、SBIT）；
- 该文件的真实数据地址（point）。
3）Block
- 保存文件的实际内容（block大小一般是1KB、2KB或4KB）
- 存储数据的最小单元，ext3文件系统中，创建时默认4k，分为存储文件数据的data block和存储目录数据的directory block
4）文件大小与占用空间不一致说明（以：4KB大小block为例）
文件很小（1KB），但依然会占用一个block，因此会浪费3KB。
文件很大（5KB），那么会占用两个block（5KB−4KB后剩下的1KB也要占用一个block，浪费3KB）。
4、虚拟文件系统（Virtual File System，VFS）
1）VFS特点
屏蔽底层硬盘结构，简化用户使用
2）VFS架构示意图
四、挂载硬件设备
1、挂载（mount)
当需要使用硬盘设备或分区中的数据时，需要先将其与一个已存在的目录文件进行关联，而这个关联动作就是“挂载”。
2、mount命令及常用参数（命令格式：mount 待挂载设备 挂载目录）
mount命令中的参数以及作用
参数 | 作用 |
-a | 挂载所有在/etc/fstab中定义的文件系统 |
-t | 指定文件系统的类型 |
-a 执行后自动检查/etc/fstab文件中有无漏挂载的设备文件，如有，则自动挂载。
-t 一般不需要使用-t来指定文件系统类型，Linux系统会自动进行判断。
3、应用示例：挂载/dev/sdb2到/backup目录
[root@linuxprobe ~]# mount /dev/sdb2 /backup
4、应用示例：使用UUID挂载设备
1）UUID
Universally Unique Identifier，通用唯一识别码，具有唯一性及稳定性，可唯一标识硬件，常用来挂载网络设备。
2）查询设备的UUID：命令： blkid
[root@linuxprobe ~]# blkid
/dev/sdb1: UUID="2db66eb4-d9c1-4522-8fab-ac074cd3ea0b" TYPE="xfs" PARTUUID="eb23857a-01"
3）使用UUID挂载网络设备
[root@linuxprobe ~]# mount UUID=478fRb-1pOc-oPXv-fJOS-tTvH-KyBz-VaKwZG /backup
5、mount命令挂载的设备重启后失效，可写入/etc/fstab文件永久生效。
1）/etc/fstab 文件挂载信息格式：
设备文件 挂载目录 格式类型 权限选项 是否备份 是否自检
2）用于挂载信息的指定填写格式中，各字段所表示的意义
字段 | 意义 |
设备文件 | 一般为设备的路径+设备名称，也可以写唯一识别码（UUID，Universally Unique Identifier） |
挂载目录 | 指定要挂载到的目录，需在挂载前创建好 |
| LeetCode刷题笔记-数据结构-day9 |