Linux学习7：文件系统操作与磁盘管理

1、查看磁盘和目录的容量

1）使用df命令查看磁盘的容量：

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。

rootfs:

（Root File System）它是 Ramfs（Ramfs 是一个非常简单的 Linux 文件系统用于实现磁盘缓存机制作为动态可调整大小的基于 ram 的文件系统）或者 tmpfs 的一个特殊实例，它作为系统启动时内核载入内存之后，在挂载真正的磁盘之前的一个临时文件系统。通常的主机会在系统启动后用磁盘上的文件系统替换，只是在一些嵌入式系统中会只存在一个 rootfs ，或者运行在虚拟环境中共享主机资源的系统也可能会采用这种方式。

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），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 目录下以文件的存在形式。

还会看到”1k-blocks”，它表示以磁盘块大小的方式显示容量，后面为相应的以块大小表示的已用和可用容量，以一种你应该看得懂的方式展示：

df -h

挂载点—>目录树结构

2）使用du命令查看目录的容量

默认同样以blocks的大小展示

du

加上-h参数，以更易读的方式展示

du -h

-d :参数指定查看目录的深度

只查看1级目录的信息 ：du -h -d 0 ~

查看2级 ：du -h -d 1 ~

常用参数：

du -h :同–human-readable ，以K,M,G为单位，提高信息的可读性

du -a :同-all 显示目录中所有文件的大小

du -s :同-summarize 仅显示总计，只列出最后总值。

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du（estimate file space usage）命令： 查看目录的容量

与df（report file system disk space usage）：查看磁盘的容量

只一字只差，不要弄混淆了,可以从man手册中获取命令的完整描述，记全称就不会搞混了。

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，初学者建议在虚拟环境中进行操作。

学习如何挂载卸载磁盘，如何格式化磁盘，如何分区，首先我们会先创建一个虚拟磁盘来进行后续的练习操作。

1）创建虚拟磁盘

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。

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 也可以读取文件或写入到这些文件。

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，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。

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

在输入完这个命令后，继续打字作为输入。

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。

指定只读取总共 10 个字节的数据，当输入了“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（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。

du -b test

cat test

dd在拷贝的同时还可以实现数据转换，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

使用dd 命令创建虚拟镜像文件 ：

从 /dev/zero 设备创建一个容量为 256M的空文件 ：

dd id=/dev/zero of=virtual.img bs=1M count=256

du -h virtual.img

输出 ： 256M virtual.img

然后将文件格式化（写入文件系统）。

使用 mkfs 命令格式化磁盘 ：

使用刚才创建的虚拟磁盘镜像，输入 sudo mkfs ，然后按下tab键，可以看到许多以mkfs 为前缀的命令，后缀不同表示的是不同的文件系统，可以使用mkfs格式化成的文件系统。

将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。

如果你想知道 Linux 支持哪些文件系统你可以输入

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

使用 mount 命令挂载磁盘到目录树

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。该指令通常是使用在 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。

查看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）。

如何挂载真正的磁盘到目录树，格式 ：

mount [options] [source] [directory]

常用 ：

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

接着挂载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，mount 可以自动识别

以
4000
只读方式挂载 ：

mount -o loop –ro virtual.img /mnt

或者Mount -o loop, ro virtual.img /mnt

使用 umount 命令卸载已挂载磁盘 ：

命令格式 sudo umount 已挂载设备名或挂载点 ：

sudo umount /mnt

/dev/loop :

在类 UNIX 系统中，/dev/loop（或称vnd （vnode disk）、lofi（循环文件接口））是一种伪设备，这种设备使得文件可以如同块设备一般被访问。

在使用之前，循环设备必须与现存文件系统上的文件相关联。这种关联将提供给用户一个应用程序接口，接口将允许文件视为块特殊文件（参见设备文件系统）使用。因此，如果文件中包含一个完整的文件系统，那么这个文件就能如同磁盘设备一般被挂载。

这种设备文件经常被用于光盘或是磁盘镜像。通过循环挂载来挂载包含文件系统的文件，便使处在这个文件系统中的文件得以被访问。这些文件将出现在挂载点目录。如果挂载目录中本身有文件，这些文件在挂载后将被禁止使用。

使用 fdisk 为磁盘分区 ：

以物理主机为例说明如何为磁盘分区 ：

查看硬盘分区表信息 ：

sudo fdisk -l

输出结果中开头显示了主机上的磁盘的一些信息，包括容量扇区数，扇区大小，I/O 大小等信息。

重点看一下中间的分区信息，/dev/sda1，/dev/sda2 为主分区分别安装了 Windows 和 Linux 操作系统，/dev/sda3 为交换分区（可以理解为虚拟内存），/dev/sda4 为扩展分区其中包含 /dev/sda5，/dev/sda6，/dev/sda7，/dev/sda8 四个逻辑分区，因为主机上有几个分区之间有空隙，没有对齐边界扇区,所以分区之间的不是完全连续的。

进入磁盘分区模式 :

sudo fdisk virtual.img

在操作前规划好分区，例如使用128M （可用127M左右）的虚拟磁盘镜像创建一个 30M的主分区，剩余部分为扩展分区包含2个大约45M的逻辑分区 。

操作完成后输入P查看结果 。

最后输入W 写入分区表 。

使用 losetup 命令建立镜像与回环设备的关联 ：

sudo losetup /dev/loop0 virtual.img

如果提示设备忙你也可以使用其他的回环设备 。

ls /dev/loop 参看所有的回环设备

解除设备关联 ：

sudo losetup -d /dev/loop0

然后使用 mkfs 格式化各分区，前面是格式化整个虚拟磁盘镜像文件或磁盘， 不过格式化之前 ，还要为各分区建立虚拟设备的映射，使用 kpartx 工具 ，要先安装 ：

sudo apt-get install kpartx

sudo kpartx -av /dev/loop0

取消映射 ：

sudo kpartx -dv /dev/loop0

格式化为 ext4 ：

sudo mkfs.ext4 -q /dev/mapper/loop0p1

格式化后在 /media 目录下新建四个空目录用于挂载虚拟磁盘：

mkdir -p /media/virtualdisk_{1..3}

挂载磁盘分区 ：

sudo mount /dev/mapper/loop0p1 /media/virtualdisk_1

…

卸载磁盘分区 ：

sudo umount /dev/mapper/loop0p1

…

使用 df -h 查看磁盘目录

@@：

==如何找出当前目录下占用最大的前十个文件== ：

du : 计算出单个文件或文件夹的磁盘空间占用

sort ：对文件行或标准输出行记录排序后输出

head :输出文件内容的前面部分

du : -a 显示目录占用空间的大小 ，还有显示下面的目录占用空间的大小

sort ： -n 按照字符串表示的数字值 来排序

-r ：按照反序排序

head : -n 取出前多少行

所以 ：

du -a |sort -n -r | head -n 10