Linux云计算架构-文件系统详解

素颜马尾好姑娘i 2023-02-26 06:26 20阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  Linux云计算架构-文件系统详解
 *   *  1. 关于硬盘的一些结论
     *  2. 文件系统结构
     *  3. 如何解决磁盘空间未满，但是无法创建文件的问题？
     *  4. 如何修复服务器文件系统

# Linux云计算架构-文件系统详解 #

## 1. 关于硬盘的一些结论 ##

# 磁盘内部不是真空的，但空气很干净。
    # 磁盘分扇区，是逻辑化数据的需要，能更好的管理硬盘空间。
    # 硬盘的存储容量=磁头数(盘面数)×磁道（柱面）数×每道扇区数×每道扇区字节数
    # 外圈数据读取快，内圈数据读取慢
    # 磁盘写数据、windows的C盘、linux的boot分区都在磁盘的外圈，要求读写速度快。

## 2. 文件系统结构 ##

Linux文件系统由三部分组成：文件名、inode、block
    Linux文件系统： ext3、ext4、xfs
    windows文件系统： FAT32、NTFS
    
    # inode包含文件的元信息，具体来说有以下内容：
    ①文件的字节数
    ②文件拥有者的 User ID
    ③文件的 Group ID
    ④文件的读、写、执行权限
    ⑤文件的时间戳，共有三个：
      ctime指文件属性上一次修改的时间
      mtime指文件内容上一次修改的时间
      atime指文件上一次访问的时间。
    ⑥链接数，即有多少文件名指向这个inode
    ⑦文件数据 block 的位置
    # 查看文件的inode信息
    [root@master ~]# stat /etc/passwd
      文件："/etc/passwd"
      大小：2262      	块：8          IO 块：4096   普通文件
    设备：fd00h/64768d	Inode：35184466    硬链接：1
    权限：(0644/-rw-r--r--)  Uid：(    0/    root)   Gid：(    0/    root)
    环境：system_u:object_r:passwd_file_t:s0
    最近访问：2020-07-14 22:26:24.741000178 +0800
    最近更改：2020-06-23 17:54:17.315020864 +0800
    最近改动：2020-06-23 17:54:17.315020864 +0800
    创建时间：-

# inode详解
    # inode号唯一标识一个文件
    # 由于文件的实际内容和inode都会占用硬盘空间，在格式化时，操作系统自动将硬盘分为两个区域。一个是数据区，存放数据，另一个是inode区，存放inode所包含的信息。
    # 在格式化时，inode节点的总数已经给定，用完了，就不能创建文件了。
    # 每个inode节点的大小，一般是128字节或256字节。
    # 假定在一块1GB的硬盘中，每个inode节点的大小为128字节，每1KB就设置一个inode，那么inode table的大小就会达到128MB，占整块硬盘的12.8%。
    # inode数据量设置大一些：可以创建多个文件。占用空间比较大
    # inode数据量设置小一些：可以创建很少文件。占用空间比较小
    
    
    # 系统内部识别文件的过程：
    # 首先，系统找到这个文件名对应的inode号码；
    # 其次，通过inode号码，获取inode信息；
    # 最后，根据inode信息，找到文件数据所在的block，读出数据。
    
    # 查询一个普通文件的inode号码
    [root@master ~]# ls -i a.txt
    67394033 a.txt
    # 查询一个目录文件的inode号码
    [root@master ~]# ls -id /etc
    33554497 /etc
    # 查询系统中的inode的总数
    [root@master ~]# df -i
    文件系统                   Inode 已用(I)  可用(I) 已用(I)% 挂载点
    /dev/mapper/centos-root 24637440  152916 24484524       1% /
    devtmpfs                  228628     394   228234       1% /dev
    tmpfs                     232906       1   232905       1% /dev/shm
    tmpfs                     232906     935   231971       1% /run
    tmpfs                     232906      16   232890       1% /sys/fs/cgroup
    /dev/sda1                 524288     341   523947       1% /boot
    tmpfs                     232906       6   232900       1% /run/user/42
    tmpfs                     232906      17   232889       1% /run/user/0
    /dev/sr0                       0       0        0        - /run/media/root/CentOS 7 x86_64
    
    
    # 每次修改完服务器的配置文件，都要重启服务，即重新加载配置文件。原因在于：使用vim编辑配置文件，inode会变，要重新加载，才能找到并读取该配置文件。

# blocK详解【windows中称作 簇】
    # block,也可以叫做IO块
    # block是真正存储数据的地方。 
    # block是文件系统中最小的存储单位
    # 扇区是磁盘中最小的存储单位
    # block设置大：效率高，利用率低。
    # block设置小：效率低，利用率高。
    # 查看系统blocK的大小
    [root@master ~]# stat a.txt | grep IO
      大小：47        	块：8          IO 块：4096   普通文件

## 3. 如何解决磁盘空间未满，但是无法创建文件的问题？ ##

# 成功创建文件有两个前提：①所在分区有剩余空间 ②所在分区有剩余索引节点
    # 若存在剩余空间，但不存在剩余的索引节点，则不能成功创建文件。
    [root@master ~]# df -h
    文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
    /dev/mapper/centos-root   47G  3.9G   44G    9% /
    devtmpfs                 894M     0  894M    0% /dev
    tmpfs                    910M     0  910M    0% /dev/shm
    tmpfs                    910M   11M  900M    2% /run
    tmpfs                    910M     0  910M    0% /sys/fs/cgroup
    /dev/sda1               1014M  179M  836M   18% /boot
    tmpfs                    182M  8.0K  182M    1% /run/user/42
    tmpfs                    182M   24K  182M    1% /run/user/0
    /dev/sr0                 4.3G  4.3G     0  100% /run/media/root/CentOS 7 x86_64
    [root@master ~]# df -i
    文件系统                   Inode 已用(I)  可用(I) 已用(I)% 挂载点
    /dev/mapper/centos-root 24637440  152916 24484524       1% /
    devtmpfs                  228628     394   228234       1% /dev
    tmpfs                     232906       1   232905       1% /dev/shm
    tmpfs                     232906     936   231970       1% /run
    tmpfs                     232906      16   232890       1% /sys/fs/cgroup
    /dev/sda1                 524288     341   523947       1% /boot
    tmpfs                     232906       6   232900       1% /run/user/42
    tmpfs                     232906      17   232889       1% /run/user/0
    /dev/sr0                       0       0        0        - /run/media/root/CentOS 7 x86_64

# 解决办法
    ①删除部分缓存文件，释放一部分的inode。
    ②备份部分缓存文件，删除文件，释放出inode。然后新建一个目录，重新挂载一个新分区，下次写数据写入新分区的挂载目录下。
    
    # 一块新分区，在格式化后，inode总数已经固定了，可以通过-I参数指定inode的数量。

## 4. 如何修复服务器文件系统 ##

# 当服务器宕机后，重启报错时，若要修复文件系统才好用，具体用法可以上网搜，这里只给出方法。
    # 用之前了解清楚，请示领导才好用
    输入root密码
    fsck -f -y /dev/sda1   # 修复引导分区文件系统
    fsck -f -y /dev/sda3   # 修复/dev/sda3对应的文件系统
    reboot

想了解存储结构和磁盘分区、格式化、挂载内容的可以看博主的另一篇博客：[存储结构和磁盘分区、格式化、挂载][Link 1]

两篇博客的学习，对linux文件系统的学习已经足够了。

[Link 1]: https://blog.csdn.net/weixin_36522099/article/details/104595262