Linux的磁碟管理

linux 系統一切以檔案的方式儲存於硬碟，應用程式資料需要時刻讀寫硬碟，所以企業

生產環境中對硬碟的操作變得尤為重要，對硬碟的維護和管理也是每個運維工程師必備工作

之一。一、計算機硬碟簡介

硬碟是計算機主要儲存媒介之一，由乙個或者多個鋁製或者玻璃制的碟片組成，碟片外覆蓋有鐵磁性材料，硬碟內部由磁軌、柱面、扇區、磁頭等部件組成。

/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/vda。不同硬碟介面，在系統中識別的裝置名稱不一樣。ide 硬碟介面在 linux 中裝置名為/dev/hda，sas、scsi、sata 硬碟介面在 linux 中裝置名為 sda，高效雲盤硬碟介面會識別為/dev/vda 等。

檔案儲存在硬碟上，硬碟的最小儲存單位叫做 sector（扇區），每個 sector 儲存 512 位元組。作業系統在讀取硬碟的時候，不會逐個 sector 的去讀取，這樣效率非常低，為了提公升讀取效率，作業系統會一次性連續讀取多個 sector，即一次性讀取多個 sector 稱為乙個 block（塊）。由多個 sector 組成的 block 是檔案訪問的最小單位。block 的大小常見的有 1kb、2kb、4kb，block 在 linux 中常設定為 4kb，即連續八個 sector 組成乙個 block。

/boot 分割槽 block 一般為 1kb，而/data/分割槽或者/分割槽的 block 為 4k。可以通過如下三種方法檢視 linux 分割槽的 block 大小：

1、dumpe2fs /dev/sda1 |grep "block size" 2、tune2fs -l /dev/sda1 |grep "block size"

3、stat /boot/|grep "io block"

二、硬碟 block 及 inode 詳解

通常而言，作業系統對於檔案資料的存放包括兩個部分：檔案內容、許可權及檔案屬性。作業系統檔案存放是基於檔案系統，檔案系統會將檔案的實際內容儲存到 block 中，而將許可權與屬性等資訊存放至 inode 中。

superblock：記錄檔案系統的整體資訊，包括 inode 與 block 的總量、使用大小、剩餘大小，以及檔案系統的格式與相關資訊等；inode：記錄檔案的屬性，許可權，同時會記錄該檔案的資料所在的 block 編號；

block：儲存檔案的內容，如果檔案超過預設 block 大小，會自動占用多個 block。

因為每個 inode 與 block 都有編號，而每個檔案都會占用乙個inode ，inode 內則有檔案資料放置的 block 號碼。如果能夠找到檔案的 inode，就可以找到該檔案所放置資料的block 號碼，從而讀取該檔案內容。

作業系統進行格式化分割槽時，作業系統自動將硬碟分成兩個區域。乙個是資料 block 區，用於存放檔案資料；另乙個是 inode table 區，用於存放 inode 包含的元資訊。每個 inode 節點的大小，可以在格式化時指定，預設為 128bytes 或 256bytes，/boot 分割槽 inode 預設為 128bytes，其他分割槽預設為 256bytes，檢視 linux 系統 inode 方法如下：

dumpe2fs -l /dev/sda1 |grep node

tune2fs -l /dev/sda1 |grep node

stat /boot/|grep node

格式化磁碟時，可以指定預設 inode 和 block 的大小，-b 指定預設 block 值，-i 指定預設 inode 值。

三、硬鏈結介紹

一般情況下，檔名和 inode 編號是一一對應的關係，每個 inode 號碼對應乙個檔名。但 unix/linux 系統多個檔名也可以指向同乙個 inode 號碼。這意味著可以用不同的檔名訪問同樣的內容，對檔案內容進行修改，會影響到所有檔名。但刪除乙個檔名，不影響另乙個檔名的訪問。這種情況就被稱為硬鏈結（hard link）。

建立硬鏈結的命令為：ln jf1.txt jf2.txt，其中 jf1.txt 為原始檔，jf2.txt 為目標檔案。如上命令原始檔與目標檔案的 inode 號碼相同，都指向同乙個 inode。inode 資訊中有一項叫做"鏈結數"，記錄指向該 inode 的檔名總數，這時會增加 1，變成 2，同樣刪除乙個 jf2.txt 檔案，就會使得 jf1.txt inode 節點中的"鏈結數"減 1。如果該 inode值減到 0，表明沒有檔名指向這個 inode，系統就會**這個 inode 號碼，以及其所對應block 區域。

四、軟鏈結介紹

除了硬鏈結以外，還有一種鏈結-軟鏈結。檔案 jf1.txt 和檔案 jf2.txt 的 inode 號碼雖然不一樣，但是檔案 jf2.txt 的內容是檔案 jf1.txt 的路徑。讀取檔案 jf2.txt 時，系統會自動將訪問者導向檔案 jf1.txt。無論開啟哪乙個檔案，最終讀取的都是檔案 jf1.txt。檔案 jf2.txt 就稱為檔案 jf1.txt的"軟鏈結"（soft link）或者"符號鏈結（symbolic link）。檔案 jf2.txt 依賴於檔案 jf1.txt 而存在，如果刪除了檔案 jf1.txt，開啟檔案 jf2.txt 就會報錯："no such file or directory"。

五、硬鏈結與軟連線的區別

硬鏈結不能跨分割槽鏈結，硬鏈結只能對檔案生效，對目錄無效，也即是目錄不能建立硬鏈結。硬鏈結原始檔與目標檔案共用乙個 inode 值，從某種意義上來，節省 inode空間。不管是單獨刪除原始檔還是刪除目標檔案，檔案內容始終存在。同時鏈結後的檔案不占用系統多餘的空間。

軟鏈結可以跨分割槽鏈結，軟鏈結支援目錄同時也支援檔案的鏈結。軟鏈結原始檔與目標檔案 inode 不相同，從某種意義上來，會消耗省 inode 空間。不管是刪除原始檔還是重啟系統，該軟鏈結還存在，但是檔案內容會丟失，一旦新建源同名檔名，軟鏈結檔案恢復正常。

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