第6节管理Linux文件系统.ppt
1管理管理Linux文件系统文件系统2目标：目标：1.选择选择linux文件系统文件系统 2.配置配置linux文件系统分区文件系统分区 3.使用逻辑卷管理（使用逻辑卷管理（LVM）来配置文件系统）来配置文件系统 4.配置和管理配置和管理linux文件系统文件系统 5.设置并配置磁盘限额设置并配置磁盘限额3目标目标1：选择选择Linux文件系统文件系统 什么是文件系统？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分区组织文件的方法,比如比如ntfs,fat32,ext2,ext3 文件系统的创建：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，都有这方面的工具，linux下有下有mkfs.挂载（挂载（mount）：）：文件系统只有挂载才能使用，文件系统只有挂载才能使用，Unix类的操作系统如此，类的操作系统如此，Windows也也是一样；在是一样；在Windows更直观一些，具体内部机制我们不太了解。但更直观一些，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进行的，挂载文件系统时要有挂载点.4选择选择Linux文件系统：文件系统：linux操作系统一个主要任务就是通过创建和管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。理文件系统来提供存储服务。传统的文件系统传统的文件系统(不记录数据和元数据到日志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：日志文件系统：ext3 ReiserFs NTFS JFS XFS VeritassVxFS5传统的文件系统传统的文件系统 Ext2：ext2文件系统基于文件系统基于inode，为提高速度而，为提高速度而设计，即高效又不容易产生文件碎片。但不提供设计，即高效又不容易产生文件碎片。但不提供日志功能。日志功能。Minix：minix文件系统比较旧，限制较多（它是文件系统比较旧，限制较多（它是首个首个linux文件系统），但对于软盘或文件系统），但对于软盘或RAM磁盘，磁盘，有时仍会使用此系统，因为有时仍会使用此系统，因为minix极低的文件系极低的文件系统开销可增加数据存储量。统开销可增加数据存储量。MS-DOS/VFAT：FAT是是windows系统使用的主系统使用的主文件系统，文件系统，VFAT即即FAT32，支持长文件名。，支持长文件名。HPFS：高性能文件系统，是：高性能文件系统，是IBM OS/2的文件系的文件系统的原始文件系统。统的原始文件系统。6 日志文件系统日志文件系统 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，证整体数据的完整性，Linux是目前支持日志文件系统最是目前支持日志文件系统最多的操作系统之一多的操作系统之一。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志区(或是或是log区区)的特定位置。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果当崩溃发生在真正的写操作时(也就是日志内容已经更也就是日志内容已经更新新)，日志文件系统的日志内容则会显示进行了哪些操作。，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。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。程会非常快只需要几秒钟时间。7 日志文件系统类型日志文件系统类型8日志文件系统类型日志文件系统类型9日志文件系统类型日志文件系统类型10日志文件系统类型日志文件系统类型 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的日志文件系统之一。ReiserFS特点：特点：1先进的日志机制先进的日志机制 ReiserFS有先进的日志有先进的日志(Journaling/logging)功能机制。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。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高效的磁盘空间利用 Reiserfs对一些小文件不分配对一些小文件不分配inode。而是将这些文件打。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，就要占用个小文件，就要占用10000个分块。想想看这多浪个分块。想想看这多浪费磁盘空间。费磁盘空间。11ReiserFS的特点的特点 3独特的搜寻方式独特的搜寻方式 ReiserFS基于快速平衡树基于快速平衡树(balanced tree)搜索，平衡树在性能上非搜索，平衡树在性能上非常卓越，这是一种非常高效的算法。常卓越，这是一种非常高效的算法。ReiserFS搜索大量文件时，搜搜索大量文件时，搜索速度要比索速度要比ext2快得多。快得多。Reiserfs文件系统使用文件系统使用B*Tree存储文件，而存储文件，而其它文件系统使用其它文件系统使用B+Tree树。树。B*Tree查询速度比查询速度比B+Tree要快很多。要快很多。Reiserfs在文件定位上速度非常快。在文件定位上速度非常快。在实际运用中，在实际运用中，ReiserFS 在处理小于在处理小于 1k 的文件时，比的文件时，比ext2 快快 8 到到 15 倍！倍！ReiserFS 几乎在各个方面都优于几乎在各个方面都优于 ext2.4支持海量磁盘支持海量磁盘 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，的文件系统，ReiserFS文件系统最大支持的文件系统尺寸为文件系统最大支持的文件系统尺寸为16TB。这非常适合企。这非常适合企业级应用。业级应用。5优异的性能优异的性能 由于它的高效存储和快速小文件由于它的高效存储和快速小文件I/O特点，使用特点，使用ReiserFs文件系统的文件系统的PC，在启动，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文件系统少文件系统少1/3。另外，。另外，ReiserFS文件系统支持单个文件尺寸为文件系统支持单个文件尺寸为4G的的文件，这为大型数据库系统在文件，这为大型数据库系统在linux上的应用提供了更好的选择。上的应用提供了更好的选择。12日志文件系统类型日志文件系统类型1314 注：没有任何一个文件系统能适应所有的注：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应用环境，每一个文件系统都有各自特有的优点和缺点。的优点和缺点。15虚拟文件系统转换虚拟文件系统转换 虚拟文件系统（虚拟文件系统（VFS）是物理文件系统与服务之）是物理文件系统与服务之间的一个接口层，它对间的一个接口层，它对Linux的每个文件系统的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，是相同的。严格说来，VFS并不是一种实际的文并不是一种实际的文件系统。它只存在于内存中，不存在于任何外存件系统。它只存在于内存中，不存在于任何外存空间。空间。VFS在系统启动时建立，在系统关闭时消在系统启动时建立，在系统关闭时消亡。亡。VFS使使Linux同时安装、支持许多不同类型的文同时安装、支持许多不同类型的文件系统成为可能件系统成为可能。16linux文件系统格式的独特之处：文件系统格式的独特之处：数据和管理信息分开，每个文件都数据和管理信息分开，每个文件都通过通过inode来描述。来描述。什么是什么是inode？inode 译成中文就是索引节点。每个节点有译成中文就是索引节点。每个节点有128个字节，包含除了个字节，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、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。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、每个存储设备或存储设备的分区（存储设备是硬盘、软盘、U盘盘.）被格式化为文件系统后，应该有两部份：）被格式化为文件系统后，应该有两部份：一部份是一部份是inode，另一部份是另一部份是Block。Block是用来存储数据用的是用来存储数据用的。而。而inode呢，就是用来存储这些数据呢，就是用来存储这些数据的信息的信息，操作系统根据指令，能通过，操作系统根据指令，能通过inode值最快的找到相对应的文值最快的找到相对应的文件。件。17 文件名保存在哪里？文件名保存在哪里？目录：目录的数据部分（存储在目录：目录的数据部分（存储在block）包含了一个列表，）包含了一个列表，这个列表表达该目录下的文件这个列表表达该目录下的文件,子目录的子目录的inode号和名称的号和名称的关联。关联。18ext2fsext2fs文件系统格式文件系统格式 ext2 ext2在建立时候就定死了在建立时候就定死了inodeinode数目和数目和blockblock数目，以后不能生数目，以后不能生成附加的成附加的inodeinode，你只能在创建文件系统时指定，你只能在创建文件系统时指定inodeinode的数量。的数量。ext2ext2允许的允许的blockblock大小为大小为1024,2048,4096byte1024,2048,4096byte 一个文件系统所能容纳的最大文件数，取决与一个文件系统所能容纳的最大文件数，取决与inodeinode的数量。的数量。blockblock的空间占用（不足一个算一个，超出一点算的空间占用（不足一个算一个，超出一点算2 2个）个）inodeinode数量超出数量超出blockblock数量有没有意义？（多出的数量有没有意义？（多出的InodeInode没有用）没有用）当当block block 大小越小，而大小越小，而inodeinode数量越多，则可利用的空间越数量越多，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，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，例如但是档案容量小的系统，例
