檔案系統

1、檔案系統概念

　　檔案系統是作業系統用於明確儲存裝置或分割槽上的檔案的方法和資料結構；即在儲存裝置上組織檔案的 方法。作業系統中負責管理和儲存檔案資訊的軟體結構稱為檔案管理系統，簡稱檔案系統 從系統角度來看，檔案系統是對檔案儲存裝置的空間進行組織和分配，負責檔案儲存並對存入的檔案進 行保護和檢索的系統。具體地說，它負責為使用者建立檔案，存入、讀出、修改、轉儲檔案，控制檔案的 存取，安全控制，日誌，壓縮，加密等

1.1檔案系統型別

Linux 常用檔案系統

• ext2：Extended file system 適用於那些分割槽容量不是太大，更新也不頻繁的情況，例如 /boot 分 區
• ext3：是 ext2 的改進版本，其支援日誌功能，能夠幫助系統從非正常關機導致的異常中恢復
• ext4：是 ext 檔案系統的最新版。提供了很多新的特性，包括納秒級時間戳、建立和使用巨型檔案 (16TB)、最大1EB的檔案系統，以及速度的提升
• xfs：SGI，支援最大8EB的檔案系統
• swap
• iso9660 光碟
• btrfs（Oracle）
• reiserfs

Windows 常用檔案系統

• FAT32
• NTFS
• exFAT

Unix：

• FFS（fast）
• UFS（unix）
• JFS2

網路檔案系統：

• NFS
• CIFS

叢集檔案系統：

• GFS2
• OCFS2（oracle）

分散式檔案系統：

• fastdfs
• ceph
• moosefs
• mogilefs
• glusterfs
• Lustre

1.2常用的檔案系統特性：

FAT32

• 最多隻能支援16TB的檔案系統和4GB的檔案

NTFS

• 最多隻能支援16EB的檔案系統和16EB的檔案

EXT3

• 最多隻能支援32TB的檔案系統和2TB的檔案，實際只能容納2TB的檔案系統和16GB的檔案
• Ext3目前只支援32000個子目錄
• Ext3檔案系統使用32位空間記錄塊數量和 inode數量
• 當資料寫入到Ext3檔案系統中時，Ext3的資料塊分配器每次只能分配一個4KB的塊

EXT4：

• EXT4是Linux系統下的日誌檔案系統，是EXT3檔案系統的後繼版本
• Ext4的檔案系統容量達到1EB，而支援單個檔案則達到16TB
• 理論上支援無限數量的子目錄
• Ext4檔案系統使用64位空間記錄塊數量和 inode數量
• Ext4的多塊分配器支援一次呼叫分配多個數據塊
• 修復速度更快

XFS

• 根據所記錄的日誌在很短的時間內迅速恢復磁碟檔案內容
• 用優化演算法，日誌記錄對整體檔案操作影響非常小
• 是一個全64-bit的檔案系統，最大可以支援8EB的檔案系統，而支援單個檔案則達到8EB
• 能以接近裸裝置I/O的效能儲存資料

查前支援的檔案系統：

cat /proc/filesystems

1.3檔案系統的組成部分

• 核心中的模組：ext4, xfs, vfat
• Linux的虛擬檔案系統：VFS
• 使用者空間的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs,mkfs.vfat

 2、檔案系統選擇管理

 2.1建立檔案系統

建立檔案系統管理工具

mkfs命令：
(1) mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE
            ext4
            xfs
            btrfs
            vfat

(2) mkfs -t FS_TYPE /dev/DEVICE
         -L 'LABEL' 設定卷標

mke2fs：ext系列檔案系統專用管理工具    

常用選項

-t {ext2|ext3|ext4|xfs} 　　　　指定檔案系統型別
-b {1024|2048|4096} 　　　　　　 指定塊 block 大小
-L ‘LABEL’ 　　　　　　　　　　　　設定卷標
-j 相當於 -t 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；不應該小於block大
小
-N  # 　　　　　　　　　　　　　　　指定分割槽中建立多少個inode
-I 　　　　　　　　　　　　　　　　　一個inode記錄佔用的磁碟空間大小，128---4096
-m  # 　　　　　　　　　　　　　　　預設5%,為管理人員預留空間佔總空間的百分比
-O FEATURE[,...] 　　　　　　　　 啟用指定特性
-O ^FEATURE 　　　　　　　　　　   關閉指定特性

2.2檔案系統檢測和修復

檔案系統夾故障常發生於宕機或者非正常關機之後，掛載為檔案系統標記為“no clean”

fsck: File System Check


fsck.FS_TYPE
fsck -t FS_TYPE
注意：FS_TYPE 一定要與分割槽上已經檔案型別相同

常用選項

-a 自動修復
-r 互動式修復錯誤

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
-p 自動進行安全的修復檔案系統問題

xfs_repair：xfs檔案系統專用檢測修復工具

常用選項：

-f 修復檔案，而裝置
-n 只檢查
-d 允許修復只讀的掛載裝置，在單使用者下修復 / 時使用，然後立即reboot