Linux基础 -- 文件系统操作与磁盘管理

1、查看磁盘和目录的容量

1.1、df 命令

df命令，即disk file命令，用于查看硬盘中文件系统的容量占用情况，比如：

[root@izwz9gtdx1ch4f9gn56b32z ~]# df
Filesystem     1K-blocks    Used Available Use% Mounted on
/dev/vda1       41152832 2200660  36855072   6% /
devtmpfs          932064       0    932064   0% /dev
tmpfs             941868       0    941868   0% /dev/shm
tmpfs             941868     308    941560   1% /run
tmpfs             941868       0    941868   0% /sys/fs/cgroup
tmpfs             188376       0    188376   0% /run/user/0

一般使用情况下，我们更多只是关心第一行的内容也就是环境中的

rootfs

或者物理主机上的

/dev/sda2

。

物理主机上的 /dev/sda2 是对应着主机硬盘的分区，后面的数字表示分区号，数字前面的字母 a 表示第几块硬盘（也可能是可移动磁盘），你如果主机上有多块硬盘则可能还会出现 /dev/sdb，/dev/sdc 。这些磁盘设备都会在 /dev 目录下以文件的形式存在。这里使用的是阿里云的Linux服务器，显示为/dev/vds1，vd表示虚拟机硬盘。

“Mounted on”表示“挂载在”

接着你还会看到"1k-blocks"这个陌生的东西，它表示以磁盘块大小的方式显示容量（文件系统将磁盘空间划分为每1024个字节一组，称为块），后面为相应的以块大小表示的已用和可用容量。

可以加上参数 -h （human readable）以看得懂的形式显示容量：

[root@izwz9gtdx1ch4f9gn56b32z ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1        40G  2.1G   36G   6% /
devtmpfs        911M     0  911M   0% /dev
tmpfs           920M     0  920M   0% /dev/shm
tmpfs           920M  308K  920M   1% /run
tmpfs           920M     0  920M   0% /sys/fs/cgroup
tmpfs           184M     0  184M   0% /run/user/0

1.2、du命令

du命令用于估计指定文件夹（如果不指定，就是当前文件夹）内的文件/文件夹的大小，同样可以加上-h，例如：

[root@izwz9gtdx1ch4f9gn56b32z ~]# du -h
20K	./tardir/home/pierre_cai
24K	./tardir/home
28K	./tardir
20K	./mybin
8.0K	./.pip
28K	./.cache/pip/http/f/e/d/0/e
32K	./.cache/pip/http/f/e/d/0
36K	./.cache/pip/http/f/e/d
40K	./.cache/pip/http/f/e
44K	./.cache/pip/http/f
48K	./.cache/pip/http
56K	./.cache/pip
60K	./.cache
4.0K	./.ssh
8.0K	./.oracle_jre_usage
29M	.

可以用

-d

参数指定查看目录的深度，例如只查看1级目录的信息：

[root@izwz9gtdx1ch4f9gn56b32z ~]# du -h -d 0
29M	.

还可以加上-a，查看所有文件（包括隐藏文件）的大小：

[root@izwz9gtdx1ch4f9gn56b32z ~]# du -a
4	./.cshrc
4	./tardir/home/pierre_cai/.bash_logout
4	./tardir/home/pierre_cai/.bash_profile
4	./tardir/home/pierre_cai/.bash_history
4	./tardir/home/pierre_cai/.bashrc
20	./tardir/home/pierre_cai
24	./tardir/home
28	./tardir
4	./.bash_logout
4	./mybin/hello_shell.sh
12	./mybin/hello_world
20	./mybin
12	./pierre_cai.tar
4	./.viminfo
4	./.bash_profile

du

（estimate file space usage）命令与

df

（report file system disk space usage）只用一字只差，首先就希望注意不要弄混淆了,以可以像我这样从man手册中获取命令的完整描述，记全称就不会搞混了。

1.2.1、简单示例

小明在管理服务器的时候发现空间不足了，他找到了一个目录，这个目录占用的空间异常的大，他需要找到这个目录中占用最大的前10个文件，但是这个目录下面的内容太多了，或许一条命令就能够帮助到他，这条命令该怎么写呢？如下：

[root@izwz9gtdx1ch4f9gn56b32z ~]# du -h | sort -rh
29M	.
60K	./.cache
56K	./.cache/pip
48K	./.cache/pip/http
44K	./.cache/pip/http/f
40K	./.cache/pip/http/f/e
36K	./.cache/pip/http/f/e/d
32K	./.cache/pip/http/f/e/d/0
28K	./tardir
28K	./.cache/pip/http/f/e/d/0/e
24K	./tardir/home
20K	./tardir/home/pierre_cai
20K	./mybin
8.0K	./.pip
8.0K	./.oracle_jre_usage
4.0K	./.ssh

就可以按文件大小排序查看文件夹的内容。

2、简单的磁盘管理

下面涉及的命令具有一定的危险性，操作不当可能会丢失你的个人数据，建议在虚拟环境中进行操作，如使用虚拟机，并且做好备份。

2.1、创建虚拟磁盘

2.1.1、dd命令

dd

命令用于转换和复制文件，不过它的复制不同于

cp

。之前提到过关于 Linux 的很重要的一点，一切即文件，在 Linux 上，硬件的设备驱动（如硬盘）和特殊设备文件（如

/dev/zero

和

/dev/random

）都像普通文件一样，只要在各自的驱动程序中实现了对应的功能，dd 也可以读取自和/或写入到这些文件。这样，

dd

也可以用在备份硬件的引导扇区、获取一定数量的随机数据或者空数据等任务中。

dd

程序也可以在复制时处理数据，例如转换字节序、或在 ASCII 与 EBCDIC 编码间互换。

dd

的命令行语句与其他的 Linux 程序不同，因为它的命令行选项格式为

选项=值

，而不是更标准的

--选项 值

或

-选项=值

。

dd

默认从标准输入中读取，并写入到标准输出中，但可以用选项

if

（input file，输入文件）和

of

（output file，输出文件）改变。

我们先来试试用

dd

命令从标准输入读入用户输入到标准输出或者一个文件：

# 输出到文件
$ dd of=test bs=10 count=1 # 或者 dd if=/dev/stdin of=test bs=10 count=1
# 输出到标准输出
$ dd if=/dev/stdin of=/dev/stdout bs=10 count=1
# 注
在打完了这个命令后，继续在终端打字，作为你的输入

上述命令从标准输入设备读入用户输入（缺省值，所以可省略）然后输出到 test 文件，

bs

（block size）用于指定块大小（缺省单位为 Byte，也可为其指定如'K'，'M'，'G'等单位），

count

用于指定块数量。如上图所示，我指定只读取总共 10 个字节的数据，当我输入了“hello shiyanlou”之后加上空格回车总共 16 个字节（一个英文字符占一个字节）内容，显然超过了设定大小。使用和

du

和

cat

命令看到的写入完成文件实际内容确实只有 10 个字节（那个黑底百分号表示这里没有换行符）,而其他的多余输入将被截取并保留在标准输入。

前面说到

dd

在拷贝的同时还可以实现数据转换，那下面就举一个简单的例子：将输出的英文字符转换为大写再写入文件：

$ dd if=/dev/stdin of=test bs=10 count=1 conv=ucase

你可以在

man

文档中查看其他所有转换参数。

2.1.2、使用dd命令创建虚拟镜像文件

通过上面一小节，你应该掌握了

dd

的基本使用，下面就来使用

dd

命令来完成创建虚拟磁盘的第一步。

从

/dev/zero

设备创建一个容量为 256M 的空文件：

$ dd if=/dev/zero of=virtual.img bs=1M count=256
$ du -h virtual.img

然后我们要将这个文件格式化（写入文件系统），这里我们要学到一个（准确的说是一组）新的命令来完成这个需求。

2.1.3、使用 mkfs 命令格式化磁盘

你可以在命令行输入

sudo mkfs

然后按下

Tab

键，你可以看到很多个以 mkfs 为前缀的命令，这些不同的后缀其实就是表示着不同的文件系统，可以用 mkfs 格式化成的文件系统。

我们可以简单的使用下面的命令来将我们的虚拟磁盘镜像格式化为

ext4

文件系统：

$ sudo mkfs.ext4 virtual.img

可以看到实际 mkfs.ext4 是使用 mke2fs 来完成格式化工作的。mke2fs 的参数很多，不过我们也不会经常格式化磁盘来玩，所以就掌握这基本用法吧，等你有特殊需求时，再查看 man 文档解决。

更多关于文件系统的知识，请查看wiki：

文件系统

ext3,ext4

如果你想想知道 Linux 支持哪些文件系统你可以输入

ls -l /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs

（我们的环境中无法查看）查看。

2.1.4、mount/unmount

用户在 Linux/UNIX 的机器上打开一个文件以前，包含该文件的文件系统必须先进行挂载的动作，此时用户要对该文件系统执行 mount 的指令以进行挂载。通常是使用在 USB 或其他可移除存储设备上，而根目录则需要始终保持挂载的状态。又因为 Linux/UNIX 文件系统可以对应一个文件而不一定要是硬件设备，所以可以挂载一个包含文件系统的文件到目录树。

Linux/UNIX 命令行的 mount 指令是告诉操作系统，对应的文件系统已经准备好，可以使用了，而该文件系统会对应到一个特定的点（称为挂载点）。挂载好的文件、目录、设备以及特殊文件即可提供用户使用。

我们先来使用

mount

来查看下主机已经挂载的文件系统：

$ sudo mount

输出的结果中每一行表示一个设备或虚拟设备,每一行最前面是设备名，然后是 on 后面是挂载点，type 后面表示文件系统类型，再后面是挂载选项（比如可以在挂载时设定以只读方式挂载等等）。

那么我们如何挂载真正的磁盘到目录树呢，

mount

命令的一般格式如下：

mount [options] [source] [directory]

一些常用操作：

mount [-o [操作选项]] [-t 文件系统类型] [-w|--rw|--ro] [文件系统源] [挂载点]

我们现在直接来挂载我们创建的虚拟磁盘镜像到

/mnt

目录：

$ mount -o loop -t ext4 virtual.img /mnt
# 也可以省略挂载类型，很多时候 mount 会自动识别

# 以只读方式挂载
$ mount -o loop --ro virtual.img /mnt
# 或者mount -o loop,ro virtual.img /mnt

可以使用 umount 命令卸载已挂载磁盘：

# 命令格式 sudo umount 已挂载设备名或者挂载点，如：
$ sudo umount /mnt

2.2、查看硬盘分区表信息

可以使用fdisk命令查看硬盘分区表：

[root@izwz9gtdx1ch4f9gn56b32z ~]# fdisk -l

Disk /dev/vda: 42.9 GB, 42949672960 bytes, 83886080 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x0000efd2

Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vda1   *        2048    83886079    41942016   83  Linux