磁盘分区与文件系统管理

本章系统归纳磁盘与文件系统核心知识：MBR/GPT 结构与对比、主分区/扩展分区/逻辑分区、Ext2/Ext4 文件系统逻辑结构、文件读取/创建/删除/复制/剪切过程、软链接与硬链接、虚拟文件系统（VFS）、常用管理命令（fdisk、parted、mke2fs、mount、df、du、dd 等）。文中多处分区与文件（及文件系统）的对比 （层次关系、同分区/跨分区操作、分区级 vs 文件级命令）便于区分概念。大量 Mermaid 图表 （含 emoji）辅助理解，每节附用例、使用场景与练习 。内容只增不减。

[前言：为什么 Linux 要有分区？分区与文件系统有什么区别？](#前言：为什么 Linux 要有分区？分区与文件系统有什么区别？)
[一、MBR 主引导记录](#一、MBR 主引导记录)
[二、MBR 与 GPT 对比](#二、MBR 与 GPT 对比)
三、主分区、扩展分区与逻辑分区
[四、Ext2/Ext4 文件系统逻辑结构](#四、Ext2/Ext4 文件系统逻辑结构)
五、文件的读取、创建、删除、复制与剪切
六、软链接与硬链接
七、虚拟文件系统（VFS）
八、文件系统管理常用命令
[九、设备文件与 mknod](#九、设备文件与 mknod)
[十、分区挂载与 /etc/fstab](#十、分区挂载与 /etc/fstab)
十一、综合练习（含 11.1～11.15）
十二、文件系统访问控制列表（ACL）
十三、回环设备（Loopback）与虚拟磁盘
十四、压缩与归档
[十五、第 9 章补充练习](#十五、第 9 章补充练习)
[附录：Swap 分区创建与启用](#附录：Swap 分区创建与启用)

全章总览：从磁盘到文件（一张图串起整章）

自上而下：磁盘 → 分区表 → 分区 → 格式化 → 文件系统（inode + 块）→ 挂载 → 用户通过路径访问文件。

前言：为什么 Linux 要有分区？分区与文件系统有什么区别？

0.1 为什么 Linux 需要分区

一块裸盘就像一整间空仓库，不做任何隔断也能往里扔东西------但一旦出问题就会全部乱套。分区就是给仓库砌隔间，好处至少有以下几点：

原因	具体说明	举例
故障隔离	一个分区的文件系统损坏，不影响其他分区的数据	`/home` 分区满了或损坏，`/`（根）仍可正常运行
空间管控	每个分区有独立的空间上限，防止某个目录把整盘写满	日志目录 `/var/log` 独立分区，日志暴增不会撑满根
安全策略	不同分区可用不同挂载选项（只读、noexec、nosuid 等）	`/tmp` 挂载为 `noexec`，禁止在临时目录执行恶意程序
备份与恢复	可以只备份/恢复某个分区，不需要整盘操作	只备份 `/home`（用户数据），不备份 `/`（系统可重装）
多系统共存	同一块盘可以装多个操作系统，各用各的分区	sda1 装 CentOS，sda2 装 Ubuntu，sda3 作共享数据
性能优化	将频繁读写的数据放在独立分区/独立磁盘上，减少 I/O 竞争	数据库放单独分区甚至单独磁盘
Swap 需要	Linux 的 swap（交换空间）通常需要专用分区或专用文件	一个 2GB 的 swap 分区用于内存不足时换页

最常见的 Linux 分区方案（服务器典型）：

text 复制代码

/        → 系统根（10～50GB）
/boot    → 内核与引导文件（500MB～1GB）
/home    → 用户数据
/var     → 日志、邮件、数据库
swap     → 交换空间（物理内存的 1～2 倍）

一句话 ：分区 = 物理磁盘的"隔间"，目的是隔离风险、管控空间、灵活管理。

0.2 分区与文件系统：到底有什么区别

很多初学者把"分区"和"文件系统"搞混。它们是两个层次、两个阶段的事情：
fdisk / parted

划分区
mkfs.ext4

格式化
mount

挂载
💿 裸盘
📦 分区

/dev/sda1
🔧 文件系统

ext4 / xfs
📂 挂载点

/mydata
📄 文件

/mydata/a.txt

对比项	分区（Partition）	文件系统（File System）
是什么	磁盘上的一段连续空间，由分区表记录起止位置	分区内的数据组织规则与结构（Super Block、inode 表、数据块等）
类比	仓库里的一个隔间（只是划了一块地方）	隔间里的货架、编号、登记簿（规定了东西怎么放、怎么找）
什么时候做	第一步：先分区（fdisk / parted）	第二步：再格式化（mkfs）
能直接存文件吗	不能；裸分区只是一段空间，没有"名录"和"指针"	能；格式化后有了 inode、目录项、数据块，才能存文件
一个分区几个文件系统	通常 1 对 1：一个分区一种文件系统	一个文件系统只在一个分区（或逻辑卷）上
可以换吗	分区大小可调（但不方便，通常需卸载）	可以重新格式化为另一种文件系统（数据会丢失）
查看命令	`fdisk -l`、`lsblk`（看分区布局）	`blkid`（看文件系统类型）、`df -hT`（看已挂载的文件系统空间）
标识	设备名 /dev/sda1、分区类型 ID（如 83=Linux）	UUID、LABEL、类型（ext4/xfs/swap）

一个生活类比：

磁盘 = 一栋大楼

分区 = 大楼里的房间（只是把空间隔开了）

文件系统 = 房间里的书架 + 索引卡（决定了书怎么分类、怎么找）

文件 = 书架上的一本书

你不能往一个没装书架的空房间里"按索引找书"；同理，裸分区必须先格式化（装上文件系统）才能存文件。

0.3 常见误区

误区	真相
"分区就是格式化"	分区只是划空间；格式化才是建文件系统，两步不可跳
"一块盘只能一个分区"	MBR 最多 4 主（或 3 主 + 若干逻辑），GPT 最多 128
"分区越多越好"	过多分区会使空间碎片化且管理复杂；按需划分即可
"文件系统坏了就是硬盘坏了"	文件系统损坏是逻辑层问题（可 fsck 修复）；硬盘物理坏道才是硬件层问题
"ext4 和 xfs 一样，随便选"	ext4 更通用稳定、支持缩容；xfs 大容量高并发更优、不能缩容------各有所长

一、MBR 主引导记录

MBR（Master Boot Record） 位于硬盘的 0 柱面、0 磁头、1 扇区 ，即第一个物理扇区（LBA0），总大小 512 字节。

1.1 三部分组成

💾 MBR 512 字节
🔧 Boot Loader

446 字节

启动操作系统
📋 DPT 分区表

64 字节

4×16 字节
✨ Magic Number

2 字节

0x55AA
📦 分区项 1
📦 分区项 2
📦 分区项 3
📦 分区项 4

组成部分	大小	说明
Boot Loader	446 字节	主引导程序，负责启动操作系统；检查分区表并将控制权交给 GRUB 等引导程序
DPT（Disk Partition Table）	64 字节	硬盘分区表；共 4 个分区表项，每项 16 字节，记录分区数量与各分区大小
Magic Number	2 字节	结束标志：小端（如 Intel）为 `0x55AA`；用于标识 MBR 是否有效

1.2 分区表项结构（每项 16 字节）

偏移	长度	说明
0 字节	1 字节	分区状态（00H=非活动，80H=活动/启动分区）
1--3 字节	3 字节	分区起始磁头号、扇区号、柱面号
4 字节	1 字节	文件系统类型（如 83H=Linux、07H=NTFS、0BH=FAT32）
5--7 字节	3 字节	分区结束磁头号、扇区号、柱面号
8--11 字节	4 字节	分区起始相对扇区号（LBA）
12--15 字节	4 字节	分区总扇区数

1.3 备份与恢复 MBR

使用场景	命令
🔒 备份 MBR	`dd if=/dev/sda of=/root/mbr.back bs=512 count=1`
♻️ 恢复 MBR（慎用）	`dd if=/root/mbr.back of=/dev/sda bs=512 count=1`
🔍 查看 MBR 十六进制	`hexdump -C -n 512 /dev/sda`
🗑️ 清除 MBR（危险）	`dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1`

示例：备份后验证 Magic Number（MBR 最后 2 字节应为 55 aa）：

bash 复制代码

dd if=/dev/sda of=/root/mbr.back bs=512 count=1
hexdump -C /root/mbr.back | tail -2
# 应看到最后一行为 ... 55 aa

二、MBR 与 GPT 对比

💿 磁盘分区方案
📋 MBR

传统方案
🛡️ GPT

新一代方案
最大 2.2TB
最多 4 个主分区
BIOS 引导
❌ 无校验保护
最大 18EB
最多 128 个分区
UEFI 引导
✅ CRC 校验 + 备份

对比项	MBR	GPT
全称	Master Boot Record	GUID Partition Table
分区表位置	磁盘第 1 个扇区	磁盘第 2 个扇区 + 末尾备份
最大磁盘容量	2.2TB	18EB（约 1800 万 TB）
最大分区数	4 个主分区（或 3 主 + 1 扩展）	128 个（Windows 限制）
数据保护	无	CRC32 校验 + 备份分区表
引导方式	BIOS（Legacy）	UEFI
分区工具	fdisk	parted / gdisk
兼容性	所有系统	Windows 8+、Linux、macOS

选择建议 ：磁盘 ≤ 2TB 且旧系统 → MBR；磁盘 > 2TB 或新系统 → GPT。

三、主分区、扩展分区与逻辑分区

3.1 规则概览

主分区 + 扩展分区 ≤ 4（受 MBR 分区表仅 4 项限制）
扩展分区最多 1 个
常见组合：三主一扩展 或 四个主分区；未分区空间无法直接使用
逻辑分区 从扩展分区内划分，编号从 5 开始（如 sda5、sda6...）

3.2 分区结构图

💿 磁盘 /dev/sda
📦 主分区 1

/dev/sda1
📦 主分区 2

/dev/sda2
📦 主分区 3

/dev/sda3
📂 扩展分区

/dev/sda4
📄 逻辑分区 1

/dev/sda5
📄 逻辑分区 2

/dev/sda6
📄 逻辑分区 3

/dev/sda7

磁盘"切块"直观图（一块盘从左到右的布局）
扩展分区内部
💿 一块磁盘 /dev/sda
包含
📦 sda1 主
📦 sda2 主
📦 sda3 主
📂 sda4 扩展
sda5
sda6
sda7

3.3 扩展分区与 EBR

扩展分区采用链表形式：每个逻辑分区对应一个 EBR（扩展引导记录），其结构类似 MBR，但只使用分区表前两项------第一项描述当前逻辑分区，第二项指向下一个逻辑分区的 EBR。

示例：一台机器上 fdisk -l 输出中，主分区为 sda1、sda2，扩展分区为 sda3，逻辑分区为 sda5、sda6（无 sda4，因 4 被扩展分区占用；逻辑从 5 开始）。

3.4 分区与文件系统、文件的关系与对比

从层次上看：物理磁盘 → 分区 → 文件系统（格式化）→ 目录与文件。分区是"容器"，文件系统是"规则与结构"，文件/目录是"内容"。

对比项	分区（Partition）	文件系统（File System）	文件 / 目录（File / Directory）
是什么	磁盘上连续扇区的逻辑划分，由分区表定义	分区上的一种数据结构与规则，用于组织 inode、块、目录项	文件系统内的数据单位：元数据在 inode，数据在块；目录是特殊文件
存储位置	由 MBR/GPT 分区表记录（起止扇区）	占用整个分区；Super Block、块组等都在分区内	占用分区内的 inode 与数据块
标识方式	设备名（如 /dev/sda1）、分区类型（83/8e 等）	类型（ext4/xfs）、UUID、LABEL	路径（如 /home/user/a.txt）、inode 号（分区内唯一）
在"树"中的位置	本身不在目录树中；挂载后其"根"对应挂载点	挂载后以挂载点为根，整棵树在该分区或跨多分区	挂载点下的路径，可跨多个分区（不同路径在不同分区）
典型操作	创建/删除/改类型（fdisk、parted）、不关心"文件"	格式化（mkfs）、检查（fsck）、调参（tune2fs）	读写、创建、删除、复制、链接（应用程序与 shell）
能否直接存数据	不能；未格式化的分区无法以"文件"方式使用	能；格式化后通过挂载点以目录树形式呈现	能；文件存数据，目录存目录项（文件名↔inode）
范围/边界	一块盘内分区互不重叠；分区有起止扇区	一个文件系统只在一个分区内（或一个逻辑卷上）	单文件可跨多个块；inode 与块号均在同一文件系统内有效

小结：分区是"物理/扇区级"的划分；文件系统是分区上的"格式"；文件与目录是文件系统里的"逻辑对象"。同一块盘上可有多个分区，每个分区一种文件系统；挂载后用户看到的是统一的目录树，不同路径可能落在不同分区上。

从磁盘到文件：一眼看懂两种视角
👁️ 逻辑视角（用户看到的）
🔩 物理视角（磁盘上）
挂载
挂载
挂载
💿 整块磁盘

/dev/sda
📦 分区1

sda1
📦 分区2

sda2
📦 分区3

sda3
/ 根
/home
/mydata
📄 file1.txt
📄 file2.txt

四、Ext2/Ext4 文件系统逻辑结构

一个分区在格式化为 Ext2/Ext3/Ext4 后，最前是 Boot Sector ，其后是多个 块组（Block Group）。

4.0 Inode 是什么

Inode （index node，索引节点 ）是 Unix/Linux 文件系统里用来描述一个文件或一个目录 的元数据 的数据结构。可以理解为：每个文件或目录在文件系统内都对应一个 inode ，inode 里存的是"这个对象的属性与数据在哪"，不存文件名（文件名在父目录的数据块里，即目录项 Dentry）。

项目	说明
含义	索引节点；文件/目录在文件系统内的"身份证"与元数据表
存什么	文件类型（普通文件、目录、符号链接等）、权限、大小、时间戳（atime/mtime/ctime）、所有者 UID/GID、指向数据块的指针（或 Extent）；符号链接若路径很短可把路径直接存在 inode 里
不存什么	不存文件名；文件名存在父目录的数据块里（目录项：文件名 ↔ inode 号）
在哪存	文件系统内的 Inode Table（每个块组里有一段），由 Super Block 和 GDT 定位
inode 号	在同一文件系统内唯一；不同分区上可以有相同 inode 号。`ls -i`、`stat` 可查看
与 ls -l 的关系	`ls -l` 里除"文件名"外的信息（权限、链接数、所有者、大小、时间）都来自 inode；文件名来自目录项

小结：读一个文件时，先通过路径在目录里查到"文件名 → inode 号"，再根据 inode 号找到 inode，从 inode 里拿到数据块指针才能读到内容。创建文件时要分配空闲 inode、写 inode 表、在父目录里加一条"新文件名 → 新 inode 号"。

如何查看 inode ：ls -i 文件名 显示 inode 号；stat 文件名 显示 inode 号及 inode 中的元数据（大小、权限、时间等）。

Inode 与文件：一张图看懂"名字在哪、数据在哪"
💾 Data Blocks
📇 Inode Table
📁 目录 /home 的数据块
查 inode 号
读数据
目录项 Dentry

──────

file.txt → inode 号 12345
Inode #12345

──────

类型: 普通文件

权限: -rw-r--r--

大小: 1024

指针 → 块 88,89,90
块 88
块 89
块 90

文件名在目录的数据块 里；inode 里是元数据 + 数据块指针；数据块里才是文件内容。

4.1 块组内部结构

🧱 块组 Block Group
⭐ Super Block

文件系统全局信息
📋 GDT

块组描述符表
🟢 Block Bitmap

块使用状态
🔵 Inode Bitmap

inode 使用状态
📇 Inode Table

文件元数据
💾 Data Blocks

文件实际数据

组成部分	说明
Super Block	记录整个文件系统的全局信息：inode/block 总量、使用量、剩余量及文件系统格式等；因非常重要，在每个块组都会有一份备份
GDT（Group Descriptor Table）	块组描述符表；每个块组描述符记录该块组中 inode 表起始位置、数据块起始位置、空闲 inode/块数量等；同样在各块组有备份
Block Bitmap	块位图；占一个块，每个 bit 对应本块组的一个块，1=已用，0=空闲
Inode Bitmap	inode 位图；占一个块，每个 bit 表示一个 inode 是否空闲
Inode Table	inode 表；每个文件/目录占一个 inode，存文件类型、权限、大小、时间戳及数据块指针等（即 `ls -l` 中除文件名外的信息）
Data Blocks	数据块；常规文件存数据，目录存文件名与 inode 号（Dentry）；符号链接若路径短可存 inode 中

4.2 重要说明

文件名与文件类型 存放在目录的数据块 中（目录项）；其余元数据 （权限、大小、时间等）存放在 inode 中。
各分区在物理上并行 ，在逻辑上必须通过根目录形成树形结构。

4.3 Inode 与数据块指针

📇 Inode 结构
📌 直接指针 ×12

直接指向数据块
📎 一级间接 ×1

指向一个指针块

→ 256 个数据块
📎📎 二级间接 ×1

→ 64K 个数据块
📎📎📎 三级间接 ×1

→ 16M 个数据块
💾 数据块
📋 指针块
💾 数据块

直接指针：前 12 个指针直接指向数据块
一级间接：第 13 个指针指向一个块，该块再存 256 个块指针
二级/三级间接：用于更大文件

Ext4 引入 Extent 机制，用连续区间描述替代大量单块指针，提高大文件寻址效率。

4.4 分区与文件系统、文件层次对比（inode/块作用范围）

分区：扇区连续区间，由分区表界定；一块磁盘可有多个分区。
文件系统：建在分区（或逻辑卷）上；Super Block、块组、inode 表、数据块都只在该分区内。
inode 号、块号 ：只在本文件系统内唯一。不同分区上的两个文件可以有相同的 inode 号；硬链接不能跨分区，就是因为 inode 不能跨文件系统引用。

层级	边界	典型标识	跨边界
磁盘	一块物理/虚拟盘	/dev/sda、/dev/nvme0n1	多块盘 → 多设备
分区	分区表内一项（起止 LBA）	/dev/sda1、/dev/sda2	同盘多分区并列
文件系统	一个分区（或 LV）	UUID、LABEL、挂载点	挂载点可对应不同分区
文件/目录	inode + 数据块（均在同一个文件系统内）	路径、inode 号（分区内唯一）	软链接可跨分区（存路径字符串）

因此：复制/剪切/硬链接 若跨分区，必须做"跨文件系统"处理（复制数据或存路径）；同分区内 可只改元数据（如 mv、硬链接）。

五、文件的读取、创建、删除、复制与剪切

5.1 文件操作流程总览

📖 读取文件
1️⃣ 根 inode 已知
2️⃣ 查 Inode Table → Block
3️⃣ 读 Dentry 找子目录 inode
4️⃣ 逐级直到目标文件
5️⃣ 读取数据块 ✅
✏️ 创建文件
1️⃣ Inode Bitmap 找空闲 inode
2️⃣ Inode Table 写元数据
3️⃣ Block Bitmap 分配数据块
4️⃣ 父目录 Dentry 添加记录 ✅
🗑️ 删除文件
1️⃣ 删除父目录 Dentry 记录
2️⃣ Inode Bitmap 标记未使用
3️⃣ Block Bitmap 标记未使用
⚠️ 数据未擦除，可恢复

5.2 读取文件（例如 /etc/httpd/httpd.conf）

根目录 inode 号已知（根自引用），查 Inode Table 得根对应 Block ，读 Dentry，得到 etc 的 inode 号。
查 Inode Table 得 etc 的 Block，读 Dentry 得 httpd 的 inode 号。
同理得到 httpd.conf 的 inode 号及其数据块，最终读取内容。

"读一个文件"的路径图：从路径到数据块
Dentry: etc → inode
Dentry: httpd → inode
Dentry: httpd.conf → inode
📂 路径

/etc/httpd/httpd.conf
/ 根目录

inode → Block
etc

inode → Block
httpd

inode → Block
httpd.conf

inode → 数据块
💾 文件内容

5.3 创建文件（例如 /etc/testfile.txt）

在 Inode Bitmap 中找空闲 inode，在 Inode Table 中写入元数据。
在 Block Bitmap 中分配空闲块并标记。
找到父目录的数据块，在 Dentry 中增加：testfile.txt ↔ 新 inode 号。

5.4 删除文件（例如 /etc/fstab）

删除父目录中对应 Dentry 记录。
Inode Bitmap 标为未使用。
Block Bitmap 标为未使用。

⚠️ 数据并未被擦除，只是标记可复用，被新数据覆盖后才真正消失。这就是误删后仍有可能恢复的原因。

删除文件时磁盘上发生了什么（数据还在！）
删除后
目录项

a.txt 被抹掉
Inode 99

标为空闲
数据块

内容仍在

⚠️ 未擦除
🗑️ 删除前
目录项

a.txt → inode 99
Inode 99

已用
数据块

存着内容

只改"名册"和位图，数据块里的内容要等被新文件覆盖才消失，因此误删可恢复。

5.5 复制与剪切

操作	本质	速度
复制	新建文件 + 读取源数据 + 写入新块	与文件大小成正比
同分区剪切	仅修改目录项 Dentry，不搬数据	⚡ 极快
跨分区剪切	复制到目标分区 + 删除源文件	同复制

示例：同分区内 mv /home/a.txt /home/sub/b.txt 只改 Dentry；mv /home/a.txt /mnt/backup/b.txt（/mnt/backup 为另一分区）则先复制再删源，耗时会随文件变大而增加。

5.6 同分区与跨分区操作对比

操作	同分区（同一文件系统内）	跨分区（不同文件系统）
mv 剪切	只改父目录的 Dentry，不搬数据，瞬间完成	先复制到目标分区，再删除源文件，耗时为 O(文件大小)
cp 复制	新 inode + 新数据块，都在本分区内	新 inode + 新数据块在目标分区，需读写两边的块设备
硬链接 ln	允许：同一 inode 多一个目录项	不允许：inode 号仅在本文件系统内有效
软链接 ln -s	允许：链接文件存路径字符串	允许：路径可指向任意挂载点（另一分区）
删除文件	只影响本分区 inode/块位图与目录项	同上（删除总是针对一个分区内的 inode）
df 显示	同一挂载点对应一个分区，df 按分区统计	不同路径可能对应不同分区，df 分别显示各挂载点

记忆要点：凡涉及"共享同一 inode"或"只改元数据不拷贝数据"的操作，都只能在同一分区内；跨分区必然涉及数据拷贝或路径引用（软链接）。

同分区 mv vs 跨分区 mv：为什么一个飞快、一个很慢
❌ 跨分区 mv：先复制再删
复制
📄 /home/a.txt

分区A
📇 inode A
💾 数据块 A
📄 /mnt/b.txt

分区B
📇 inode B
💾 数据块 B
✅ 同分区 mv：只改目录项
📄 原路径

/home/a.txt
📇 同一个 inode

同一份数据块
📄 新路径

/home/backup/a.txt

六、软链接与硬链接

6.1 软链接与硬链接对比图

🔗 软链接
读取路径
📄 源文件
📇 Inode X

→ Data Blocks
📄 软链接文件
📇 Inode Y

存路径字符串
🔗 硬链接
📄 文件名 A
📇 同一个 Inode

同一组 Data Blocks
📄 文件名 B

6.2 本质区别

类型	本质
软链接（符号链接）	Inode 中存的是路径字符串；大小 = 路径字符个数
硬链接	多个 Dentry 指向同一 inode；inode 号相同

6.3 创建与查看

bash 复制代码

# 创建软链接（-s），可对文件或目录，可跨文件系统
ln -s inittab inittab_soft
ln -sv /home/backup/abc /home/backup/test/abc2   # 建议用绝对路径

# 创建硬链接（默认），仅文件，不能跨文件系统
ln inittab inittab_hard

# 查看 inode 与链接数
ls -li inittab inittab_hard inittab_soft

6.4 对比小结

特性	硬链接	软链接
对象	仅文件	文件或目录
跨文件系统	❌ 不可以	✅ 可以
链接次数	增加源文件链接数	不增加
大小	与源文件相同	等于路径字符串长度
删除源文件	不影响（inode 与数据仍在）	软链接失效（悬空 ❌）
链接数为 1 时再删	彻底删除	-

使用场景

场景	推荐	示例
多目录共享同一文件	硬链接	`ln /etc/hosts /tmp/hosts_link`
快捷方式 / 别名路径	软链接	`ln -s /opt/jdk-17 /usr/local/java`
跨文件系统引用	软链接	`ln -s /mnt/data/file ~/file`
库版本管理	软链接	`ln -s libfoo.so.1.2 libfoo.so`

6.5 硬链接与复制的区别

硬链接 ：共享同一 inode + 同一数据块。修改任一即修改两者。
复制：新 inode + 新数据块，仅内容相同，修改互不影响。

6.6 练习

创建文件 /tmp/origin.txt，写入 "hello"；创建硬链接 /tmp/hard.txt。用 ls -li 确认 inode 相同。
删除源文件 /tmp/origin.txt，确认 /tmp/hard.txt 仍可读取。
创建软链接 /tmp/soft.txt → /tmp/hard.txt，删除 /tmp/hard.txt，观察软链接状态。

参考答案

bash 复制代码

echo "hello" > /tmp/origin.txt
ln /tmp/origin.txt /tmp/hard.txt
ls -li /tmp/origin.txt /tmp/hard.txt     # inode 相同，链接数 2

rm /tmp/origin.txt
cat /tmp/hard.txt                         # 仍输出 hello

ln -s /tmp/hard.txt /tmp/soft.txt
rm /tmp/hard.txt
ls -l /tmp/soft.txt                       # 闪烁或标红，软链接悬空
cat /tmp/soft.txt                         # 报错 No such file

七、虚拟文件系统（VFS）

👤 用户应用程序

open / read / write
🔀 VFS 虚拟文件系统

统一接口层
📦 ext4
📦 XFS
📦 NFS
📦 FAT32
📦 /proc
💾 磁盘
🌐 网络
🔌 USB
🐧 内核数据

VFS（Virtual File System） 是内核中的抽象层，运行后建立、卸载时删除，不持久存储在磁盘。

7.1 主要作用

统一接口：对上层提供统一的 open、read、write、stat 等，用户无需关心底层文件系统。
抽象差异：用统一数据结构管理不同文件系统。
多文件系统互访：同一套系统调用可访问不同介质。
对接内核子系统：如内存管理、块设备等。

7.2 核心数据结构

结构	说明
`struct file`	代表打开的文件，含 `f_op` 指向操作方法集
`struct inode`	文件元数据（权限、大小、所有者等）
`struct super_block`	已挂载文件系统及其元数据
`struct dentry`	路径的一个组成部分（目录项缓存）
`struct file_operations`	操作方法集（open/read/write/close 等）

7.3 常见文件系统类型（名称一览）

ext2、ext3、ext4、xfs、btrfs、reiserfs、jfs、FAT32(vfat)、NTFS、ISO9660、CIFS、NFS、tmpfs、proc、sysfs、ocfs2、gfs2 等。

7.4 常见文件系统类型详解（是什么 / 用来做什么 / 适用场景）

类型	是什么	用来做什么	适用场景
ext2	第二代扩展文件系统，无日志	传统 Linux 数据存储；适合只读或对一致性要求不高的场景	老系统、嵌入式、U 盘等小容量只读场景
ext3	ext2 + 日志（Journal）	在 ext2 基础上增加日志，掉电后恢复快，无需长时间 fsck	从 ext2 升级、需要稳定性且不需 ext4 新特性的环境
ext4	第四代扩展文件系统，ext 系列当前主流	大文件、大分区、延迟分配、Extent、更快的 fsck	桌面/工作站、通用服务器；高稳定性、广泛兼容性首选
xfs	SGI 开发的高性能 64 位日志文件系统	大文件、高并发 I/O、在线扩容（只能扩大不能缩小）	企业级、数据库、大容量存储；RHEL/CentOS 默认根文件系统
btrfs	B-Tree 文件系统，写时复制（COW）	快照、子卷、透明压缩、去重、多设备/RAID、在线 scrub	需要快照/备份、压缩、高级存储管理；部分发行版根文件系统
vfat / FAT32	Windows 兼容的 FAT 文件系统	与 Windows/U 盘/相机等交换数据；无权限、无日志	U 盘、SD 卡、双系统共享分区、老设备兼容
ntfs	Windows NT 文件系统，Linux 通过 ntfs-3g 读写	读写 Windows NTFS 分区；大文件、ACL、压缩	双系统共享数据盘、挂载 Windows 分区
swap	交换分区/文件，非普通文件系统	将内存页换出到磁盘，扩展"可用内存"	物理内存不足时；休眠（hibernate）需 swap ≥ 内存
tmpfs	基于内存的临时文件系统（可部分用 swap）	存临时文件，重启即丢；高速读写	/tmp、/run、/dev/shm；不需要持久化的缓存、临时目录
proc	虚拟文件系统，不占磁盘	暴露内核与进程信息为"文件"	/proc ；查看进程、内核参数、硬件信息（如 `cat /proc/cpuinfo`）
sysfs	虚拟文件系统，不占磁盘	暴露内核设备/驱动/总线等为"文件"	/sys；设备管理、udev、电源、模块等
iso9660	光盘标准文件系统	挂载光盘或 ISO 镜像	CD/DVD、.iso 镜像（常配合 `-o loop`）
nfs	网络文件系统（Network File System）	通过网络挂载远程目录，多机共享	无状态计算节点共享存储、集群 home 目录、跨主机共享
cifs/smb	Windows 网络共享协议在 Linux 上的实现	挂载 Windows 共享目录或 Samba 服务	访问 Windows 共享文件夹、NAS、Samba 服务器

选择建议 ：通用 Linux 分区首选 ext4 或 xfs ；大容量/高 I/O 服务器倾向 xfs ；需要快照与高级特性选 btrfs ；与 Windows 或移动设备互通用 vfat/ntfs。

八、文件系统管理常用命令

8.0 命令全景图

🛠️ 磁盘管理命令
📋 分区
🔧 格式化
📌 挂载
📊 信息查看
🔩 维护
fdisk

MBR 分区
parted

GPT/MBR
gdisk

GPT 专用
mkfs

通用格式化
mke2fs

ext 专用
mkswap

Swap
mount 挂载
umount 卸载
/etc/fstab

永久挂载
df 磁盘空间
du 目录大小
blkid 设备属性
lsblk 块设备列表
fsck 检查修复
tune2fs 调参
dd 底层复制

8.0.1 命令含义速查（是什么、用来做什么）

命令	全称/含义	用来做什么
fdisk	Fixed Disk / 分区表操作程序	对 MBR 磁盘进行交互式分区：查看、新建、删除、改类型
parted	Partition Editor（分区编辑器）	对 MBR/GPT 磁盘分区，支持 >2TB；操作即时生效
gdisk	GPT fdisk	专门针对 GPT 分区表的交互式分区工具
mkfs	Make File System（制作文件系统）	在分区上创建文件系统（格式化）的通用前端
mke2fs	Make ext2/3/4 File System	创建 ext 系列文件系统的专用工具
mkswap	Make Swap	将分区或文件格式化为 swap 交换空间
blkid	Block ID（块设备标识）	查看块设备的 UUID、LABEL、TYPE 等属性
e2label	ext2 Label	查看或设置 ext 系列分区的卷标
tune2fs	Tune ext2 File System	调整 ext 文件系统参数（卷标、预留、ACL、自检等）
dumpe2fs	Dump ext2 File System	导出 ext 文件系统的超级块、块组描述符等详细信息
fsck	File System ChecK	检查并修复文件系统（通用接口，会调用 e2fsck 等）
e2fsck	ext2 File System ChecK	专门检查/修复 ext 系列文件系统
mount	Mount（挂载）	将文件系统关联到目录树，使分区可访问
umount	Unmount（卸载）	将文件系统从目录树解除关联
fuser	File USER（文件使用者）	查看或终止正在使用某文件/挂载点的进程
lsblk	LiSt BLocK devices	以树状列出块设备及分区、挂载点
df	Disk Free	显示已挂载文件系统的磁盘空间（及 inode）使用情况
du	Disk Usage	统计文件或目录占用的磁盘空间
dd	据称来自 DD（数据定义/复制），无官方全称	按块复制/转换数据：备份 MBR、做镜像、写 U 盘等
free	内存与 swap 状态	显示物理内存与 swap 总量、已用、可用
mknod	Make NODe（创建设备节点）	创建设备文件（字符设备/块设备），需主次设备号
swapon	Swap On	启用 swap 分区或 swap 文件
swapoff	Swap Off	关闭已启用的 swap

8.0.2 分区级与文件/文件系统级操作对比

管理磁盘时，有的命令面向分区（设备） ，有的面向已挂载的文件系统或文件，容易混淆。下表区分"分区级"与"文件/文件系统级"。

对比项	分区级（Partition / 设备）	文件/文件系统级（Filesystem / 文件）
关心对象	扇区划分、分区表、设备节点（/dev/sda1）	挂载点、目录树、inode、块使用情况、单个文件大小
典型命令	fdisk、parted、gdisk、lsblk、blkid（设备属性）	mount、umount、df、du、fsck、tune2fs、dumpe2fs
查看"空间"	lsblk 看分区大小；不关心"已用/剩余"	df 看某挂载点所在分区的已用/剩余；du 看某目录下文件占用
查看"是谁"	blkid 看分区 UUID、LABEL、TYPE	ls -l、stat 看文件 inode、权限、大小；dumpe2fs 看文件系统内部
创建/删除	分区：fdisk n/d；不涉及"文件"	文件系统：mkfs；文件：touch、rm、cp、mv
是否需挂载	不需要；分区存在即可有设备文件	需要；未挂载则无法通过路径访问其上的文件
示例	`fdisk -l /dev/sdb` 看分区布局；`blkid /dev/sdb1` 看分区类型与 UUID	`df -h /home` 看 /home 所在分区空间；`du -sh /var/log` 看目录占用

小结：先有分区（分区级），再格式化并挂载，之后用户通过路径访问的是文件系统级；排障时"空间不足"看 df/du（文件系统级），"分区不见了"看 lsblk/fdisk（分区级）。

8.1 fdisk（MBR 分区）

是什么 ：交互式 MBR 分区表操作工具，适用于 ≤ 2TB 磁盘。

交互命令	作用
`m`	帮助
`p`	显示分区表
`n`	新建分区（p=主分区 / e=扩展分区）
`d`	删除分区
`t`	修改分区类型（L 列出所有）
`w`	保存并退出
`q`	不保存退出

使用场景	示例
查看磁盘分区	`fdisk -l`
查看指定磁盘	`fdisk -l /dev/sdb`
交互式分区	`fdisk /dev/sdb` → n → p → 1 → 默认 → +5G → w
内核重读分区表	`partx -a /dev/sdb` 或 `partprobe`

更多示例：

bash 复制代码

# 示例 1：仅查看分区表，不进入交互（适合脚本判断）
fdisk -l /dev/sda | grep -E "^/dev"

# 示例 2：创建主分区后改为 swap 类型（82）
fdisk /dev/sdb   # n → p → 2 → +2G → t → 2 → 82 → w

# 示例 3：删除第二个分区后保存
fdisk /dev/sdb   # d → 2 → w
partprobe /dev/sdb

8.2 parted（GPT/MBR 通用分区）

是什么 ：支持 MBR 和 GPT 的分区工具，支持 > 2TB 磁盘，操作即时生效。

使用场景	示例
创建 GPT 分区表	`parted /dev/sdb mklabel gpt`
创建分区	`parted /dev/sdb mkpart data1 xfs 1MiB 500GiB`
查看分区	`parted /dev/sdb print`
删除分区	`parted /dev/sdb rm 1`
调整分区大小	`parted /dev/sdb resizepart 1 800GiB`

更多示例：

bash 复制代码

# 示例 1：先看当前分区表再决定是否 mklabel
parted /dev/sdb print

# 示例 2：创建两个主分区（GPT 下可全部为主分区）
parted /dev/sdb mkpart primary ext4 1MiB 10GiB
parted /dev/sdb mkpart primary xfs 10GiB 100%

# 示例 3：给分区设置名称（GPT 支持分区名）
parted /dev/sdb name 1 mydata

⚠️ parted 操作即时生效 ，没有 w 保存步骤，务必谨慎！

8.3 mke2fs / mkfs（格式化）

是什么 ：创建文件系统（格式化）。mkfs 是通用前端，mke2fs 是 ext 系列专用。

选项	说明
`-t ext2	ext3
`-j`	创建 ext3
`-b 1024	2048
`-L LABEL`	卷标
`-m #`	预留给 root 的块百分比，默认 5%
`-i #`	每多少字节一个 inode
`-N #`	指定 inode 个数
`-c`	创建前检查坏块

使用场景	示例
格式化为 ext4	`mkfs -t ext4 /dev/sdb1` 或 `mkfs.ext4 /dev/sdb1`
格式化为 xfs	`mkfs.xfs /dev/sdb1`
ext3 并设卷标	`mke2fs -j -L MYDATA /dev/sdb1`
ext4 低预留	`mke2fs -t ext4 -m 1 /dev/sdb1`

更多示例：

bash 复制代码

# 示例 1：格式化时指定块大小与 inode 密度（大量小文件时可增大 inode 数）
mke2fs -t ext4 -b 4096 -i 8192 -L LOGS /dev/sdb2

# 示例 2：创建前检查坏块（适合新盘或怀疑有坏道）
mke2fs -t ext4 -c /dev/sdb1

# 示例 3：格式化为 vfat（U 盘与 Windows 兼容）
mkfs.vfat -F 32 -n MYUSB /dev/sdc1

8.4 blkid（查看块设备属性）

是什么：查看块设备的 UUID、TYPE、LABEL 等属性。

使用场景	示例
查看所有设备	`blkid`
指定设备	`blkid /dev/sda1`
仅 UUID	`blkid -s UUID /dev/sda1`
仅设备名	`blkid -o device`
按卷标查	`blkid -L MYDATA`
按 UUID 查	`blkid -U xxxxxxxx-xxxx-...`

更多示例：

bash 复制代码

# 示例 1：只输出 UUID，便于写 fstab 或脚本
blkid -s UUID -o value /dev/sdb1

# 示例 2：列出所有 ext4 设备的 UUID 与挂载点
blkid -t TYPE=ext4 -o list

# 示例 3：排除某设备（如 loop）只看真实磁盘
blkid /dev/sd*

8.5 e2label（查看/设置卷标）

是什么 ：专门针对 ext 系列分区查看或设置卷标（LABEL），便于用 mount -L LABEL 或 fstab 中 LABEL=xxx 挂载。

bash 复制代码

e2label /dev/sdb1              # 查看
e2label /dev/sdb1 SOYSAUCE     # 设置

更多示例 ：设置后可用 blkid -L SOYSAUCE 或 findfs LABEL=SOYSAUCE 找到设备。

8.6 tune2fs（调整 ext 参数）

是什么：在不损坏数据的前提下调整 ext 文件系统参数。

选项	说明
`-l`	显示超级块信息
`-j`	无损 ext2 → ext3
`-L LABEL`	修改卷标
`-m #`	调整预留块百分比
`-o acl`	设置默认挂载选项
`-c #` / `-i #`	挂载次数/天数后自检

使用场景	示例
查看超级块	`tune2fs -l /dev/sdb1`
升级 ext2→ext3	`tune2fs -j /dev/sdb1`
调预留为 3%	`tune2fs -m 3 /dev/sdb1`
启用 ACL	`tune2fs -o acl /dev/sdb1`

更多示例：

bash 复制代码

# 示例 1：每 30 次挂载或 180 天后强制自检（0 表示禁用基于时间的检查）
tune2fs -c 30 -i 180d /dev/sdb1

# 示例 2：关闭上次错误时的自动自检（避免启动时卡在 fsck）
tune2fs -E clear_fsck /dev/sdb1

# 示例 3：查看当前预留块与 inode 数
tune2fs -l /dev/sdb1 | grep -E "Block count|Inode count|Reserved"

8.7 dumpe2fs（导出文件系统信息）

是什么：导出 ext 文件系统的超级块与块组描述符等底层信息，便于排查或学习文件系统布局。

bash 复制代码

dumpe2fs /dev/sdb1       # 超级块 + 块组描述符
dumpe2fs -h /dev/sdb1    # 仅超级块，不含 GDT

更多示例：

bash 复制代码

# 仅看块大小与 inode 信息
dumpe2fs -h /dev/sdb1 | grep -E "Block size|Inode size|Inode count"
# 查看某个 inode 所在块组
dumpe2fs /dev/sdb1 | grep -A2 "Block group"

8.8 fsck / e2fsck（检查与修复）

是什么 ：检查并修复文件系统。检查前必须先卸载。

使用场景	示例
自动检测并检查	`fsck /dev/sdb1`
指定类型	`fsck -t ext4 /dev/sdb1`
强制检查 ext	`e2fsck -f /dev/sdb1`
自动修复	`e2fsck -p /dev/sdb1`

更多示例：

bash 复制代码

# 示例 1：只读方式检查，不修改（-n 表示 no-op，仅报告）
e2fsck -n /dev/sdb1

# 示例 2：强制检查并自动修复，非交互（-y 对所有问题回答 yes）
e2fsck -f -y /dev/sdb1

# 示例 3：检查前先卸载，避免数据不一致
umount /mydata && e2fsck -f /dev/sdb1 && mount /dev/sdb1 /mydata

8.9 mount / umount（挂载与卸载）

是什么 ：mount 将文件系统关联到目录树；umount 解除关联。

选项	说明
`-a`	挂载 /etc/fstab 中所有项
`-t FSTYPE`	文件系统类型
`-r` / `-w`	只读 / 读写
`-L LABEL` / `-U UUID`	按卷标/UUID 指定设备
`-o ro,rw,remount,acl,noatime,loop`	挂载选项

使用场景	示例
基本挂载	`mount /dev/sdb1 /mnt`
只读挂载	`mount -o ro /dev/sdb1 /mnt`
重新以读写挂载	`mount -o remount,rw /mnt`
挂载 ISO 镜像	`mount -o loop centos.iso /mnt/iso`
用 UUID 挂载	`mount -U xxxxxxxx /mnt`
显示已挂载	`mount` 或 `findmnt`
卸载	`umount /mnt` 或 `umount /dev/sdb1`

device busy 时用 lsof /mnt 或 fuser -v /mnt 查进程；fuser -km /mnt 终止后再卸载。

更多示例：

bash 复制代码

# 示例 1：用卷标挂载，便于 fstab 易读
mount -L MYDATA /mydata

# 示例 2：挂载时启用 noatime（不更新访问时间，减轻 I/O）
mount -o noatime /dev/sdb1 /mydata

# 示例 3：挂载 NFS 并指定选项
mount -t nfs -o rw,soft,timeo=5 192.168.1.10:/export/data /mnt/nfs

8.10 fuser（查看/终止进程）

使用场景	示例
查看访问挂载点的进程	`fuser -v /mnt`
强制终止后卸载	`fuser -km /mnt && umount /mnt`

更多示例：

bash 复制代码

# 查看占用 /mydata 的进程及 PID
fuser -v /mydata

# 仅 kill 读写的进程（-k 发送 SIGKILL）
fuser -km /mydata
umount /mydata

# 查看占用某文件的进程
fuser -v /mydata/largefile.zip

8.11 lsblk（查看块设备列表）

是什么：以树状图列出所有块设备及其挂载点。

bash 复制代码

lsblk              # 树状显示
lsblk -f            # 包含文件系统类型、UUID、挂载点
lsblk -o NAME,SIZE,TYPE,MOUNTPOINT

更多示例：

bash 复制代码

# 只看磁盘与分区名、大小、挂载点
lsblk -o NAME,SIZE,MOUNTPOINT

# 排除 loop 设备（如 Docker 镜像）
lsblk -e 7

# 按设备名排序
lsblk -S

8.12 df（磁盘空间与 inode）

是什么 ：显示已挂载文件系统的磁盘空间或 inode 使用情况。

使用场景	示例
空间概览	`df -h`
inode 使用	`df -ih`
带文件系统类型	`df -hT`
仅看某目录	`df -h /home`
POSIX 不换行	`df -P`

更多示例：

bash 复制代码

# 只看本地磁盘（排除 tmpfs、nfs 等）
df -hT -t ext4 -t xfs

# 某目录所在文件系统的 inode 使用率（小文件多时易满）
df -ih /var/spool

# 人类可读且只显示"已用%"和挂载点
df -h --output=pcent,target

8.13 du（目录空间占用）

是什么：统计文件或目录实际占用的磁盘空间。

使用场景	示例
目录总大小	`du -sh /var/log`
一级子目录	`du -h --max-depth=1 /var`
找大目录排序	`du -sh /var/*
每个文件	`du -h /root/`

更多示例：

bash 复制代码

# 当前目录下一级子目录大小，并排序
du -h --max-depth=1 . | sort -hr

# 只统计当前目录下直接文件（不含子目录）
du -ch * 2>/dev/null | tail -1

# 找出 / 下占用最大的 5 个目录（需 root）
du -x --max-depth=1 / 2>/dev/null | sort -hr | head -6

8.14 dd（底层复制与转换）

是什么：按块复制数据，可用于备份 MBR、创建镜像、制作启动盘等。

参数	说明
`if=`	输入源
`of=`	输出目标
`bs=`	块大小
`count=`	读写块数
`seek=`	输出时跳过的块数

使用场景	示例
备份 MBR	`dd if=/dev/sda of=/root/mbr.back bs=512 count=1`
创建 1GB 测试文件	`dd if=/dev/zero of=/tmp/1g.img bs=1M count=1024`
制作 USB 启动盘	`dd if=centos.iso of=/dev/sdc bs=4M status=progress`
创建空洞文件	`dd if=/dev/zero of=sparse bs=1M count=1 seek=1023`
擦除磁盘前 1MB	`dd if=/dev/zero of=/dev/sdb bs=1M count=1`

更多示例：

bash 复制代码

# 示例 1：带进度显示（较新 dd 支持）
dd if=/dev/sda of=/backup/sda.img bs=4M status=progress conv=fsync

# 示例 2：从镜像恢复单个分区到 U 盘
dd if=system.img of=/dev/sdc1 bs=4M status=progress

# 示例 3：克隆整盘到另一块盘（两盘容量需一致，慎用）
dd if=/dev/sda of=/dev/sdb bs=4M status=progress conv=fsync

8.15 free（内存与 Swap）

bash 复制代码

free -h     # 人类可读
free -m     # 以 MB 显示

字段	说明
total	总内存
used	已用
free	完全空闲
buff/cache	缓冲/缓存（可回收）
available	真正可用

8.16 命令使用场景汇总

场景	推荐命令
🆕 新磁盘分区（≤2TB）	`fdisk`
🆕 新磁盘分区（>2TB）	`parted` + GPT
🔧 格式化	`mkfs.ext4` / `mkfs.xfs`
📌 临时挂载	`mount`
📌 永久挂载	编辑 `/etc/fstab`
📊 查看磁盘空间	`df -hT`
📊 查看目录大小	`du -sh`
🔍 查看设备属性	`blkid` / `lsblk -f`
🔩 调整 ext 参数	`tune2fs`
🩺 修复文件系统	`e2fsck -f`（先卸载）
💾 备份 MBR	`dd`

九、设备文件与 mknod

9.1 设备类型

🔌 设备文件
📦 块设备 b

硬盘/U盘

随机访问
🔤 字符设备 c

键盘/终端

线性访问
💾 /dev/sda
⌨️ /dev/tty0

9.2 主设备号与次设备号

主设备号（major） ：标识设备类型（驱动）。
次设备号（minor） ：同一类型下的具体设备。

bash 复制代码

ls -l /dev/sda
# brw-rw----. 1 root disk 8, 0 ...    # major=8, minor=0

9.3 硬盘设备命名

类型	设备名	分区示例
IDE	/dev/hda, hdb, hdc, hdd	hda1--hda4 主分区，hda5... 逻辑
SATA/SCSI/USB	/dev/sda, sdb, ...	sda1--sda4 主分区，sda5... 逻辑
NVMe	/dev/nvme0n1	nvme0n1p1, p2...

9.4 mknod（创建设备文件）

bash 复制代码

mknod [选项] NAME TYPE [MAJOR MINOR]

使用场景	示例
创建字符设备	`mknod mydev c 66 0`
指定权限	`mknod -m 640 mydev2 c 66 1`

更多示例：

bash 复制代码

# 查看现有设备的主次设备号再仿造（如 tty 为 5,0）
ls -l /dev/tty
# 创建设备节点（通常由 udev 自动管理，手工创建多用于测试）
mknod -m 666 /tmp/null c 1 3

十、分区挂载与 /etc/fstab

10.1 磁盘管理完整流程

≤ 2TB
> 2TB 🆕 新磁盘接入
🔍 fdisk -l / lsblk

识别磁盘
📋 分区方案?
fdisk /dev/sdb
parted /dev/sdb

mklabel gpt
🔄 partprobe

内核重读
🔧 mkfs.ext4 /dev/sdb1
📁 mkdir -p /mydata
📌 mount /dev/sdb1 /mydata
📊 df -hT 验证
📝 写入 /etc/fstab

永久挂载
🔄 重启验证

10.2 /etc/fstab 字段

字段	含义	示例
1	设备	UUID=xxx、LABEL=xxx、/dev/sda1
2	挂载点	/、/home（swap 写 swap）
3	文件系统类型	ext4、xfs、swap
4	挂载选项	defaults、acl、noatime
5	转储频率	0=不备份，1=每日
6	自检次序	0=不检，1=根优先，2=次之

示例：

text 复制代码

UUID=069d1634-...  /        ext4  defaults      1  1
/dev/sdb1          /mydata  ext4  defaults      0  0
/dev/sdb2          swap     swap  defaults      0  0

更多示例：按卷标挂载、加 noatime、ACL：

text 复制代码

LABEL=MYDATA  /mydata  ext4  defaults,noatime,acl  0  0
/swapfile     swap     swap  defaults              0  0

10.3 查看已挂载

bash 复制代码

mount              # 简要
findmnt            # 树状显示
cat /etc/mtab
cat /proc/mounts   # 最详细

挂载前后：分区如何变成"目录里的文件"
▶️ mount /dev/sdb1 /mydata 后
⏸️ 挂载前
mount
/dev/sdb1

只是一块分区

无法用路径访问
📂 /mydata

挂载点
📄 文件A

📄 文件B

📁 子目录

挂载后，访问 /mydata/文件A 就是在访问该分区内文件系统的根目录下的"文件A"。

10.4 分区、挂载点与路径对比

概念	含义	示例	用户/命令看到的是
分区（设备）	磁盘上的一段连续空间，有设备文件	/dev/sdb1	lsblk、fdisk、blkid；无"目录树"
挂载点	目录树上的一个目录，挂载后代表该分区的"根"	/mydata	该目录下看到的是该分区内文件系统的根目录
路径（文件/子目录）	挂载点下的相对路径，对应分区内的文件或目录	/mydata/foo、/mydata/app/log.txt	实际位于该分区内的 inode 与数据块

对比：同一分区只能挂载到一个挂载点（或先卸再挂到别处）；一个挂载点同一时刻只对应一个分区。路径 /mydata/a 和 /mydata/b 在同一分区上；路径 /home/user 和 /mydata 可能在不同分区上，用 df 可区分。

十一、综合练习

11.1 分区与格式化练习

用 fdisk -l 查看系统中所有磁盘及分区。
对 /dev/sdb 创建一个 5GB 的主分区和一个 3GB 的扩展分区（内含 2 个逻辑分区各 1.5GB）。
将 sdb1 格式化为 ext4，卷标为 DATA。
用 blkid 确认 UUID 和类型。

参考答案

bash 复制代码

fdisk -l
fdisk /dev/sdb    # n → p → 1 → +5G → n → e → 2 → +3G → n → +1.5G → n → +1.5G → w
partprobe /dev/sdb
mke2fs -t ext4 -L DATA /dev/sdb1
blkid /dev/sdb1

11.2 挂载与 fstab 练习

将 /dev/sdb1 挂载到 /mydata，用 df -hT 验证。
以只读方式重新挂载 /mydata，尝试写入文件确认失败。
再重新以读写方式挂载。
将 /dev/sdb1 写入 /etc/fstab 实现开机自动挂载（用 UUID）。

参考答案

bash 复制代码

mkdir -p /mydata && mount /dev/sdb1 /mydata
df -hT | grep mydata

mount -o remount,ro /mydata
echo "test" > /mydata/a.txt    # 报错 Read-only

mount -o remount,rw /mydata

UUID=$(blkid -s UUID -o value /dev/sdb1)
echo "UUID=$UUID  /mydata  ext4  defaults  0  0" >> /etc/fstab
mount -a    # 验证 fstab 无误

11.3 链接练习

创建文件 /tmp/src.txt，写入内容。创建硬链接和软链接。用 ls -li 对比 inode。
删除源文件，分别测试硬链接和软链接是否可读。

11.4 文件系统维护练习

用 tune2fs -l /dev/sdb1 查看 block count、inode count、block size。
用 dumpe2fs -h /dev/sdb1 查看超级块信息。
卸载 /dev/sdb1，用 e2fsck -f /dev/sdb1 强制检查并修复。

11.5 磁盘信息练习

用 df -hT 列出所有挂载点的文件系统类型和空间使用。
用 du -sh /var/* 找出 /var 下最大的 3 个子目录。
用 lsblk -f 查看所有块设备及其 UUID。

参考答案

bash 复制代码

df -hT
du -sh /var/* 2>/dev/null | sort -rh | head -3
lsblk -f

11.6 dd 与 Swap 练习

用 dd 备份 /dev/sda 的 MBR 到 /root/mbr.bak。
用 dd 创建一个 512MB 的全零文件 /tmp/swapfile，格式化为 swap 并启用。

参考答案

bash 复制代码

dd if=/dev/sda of=/root/mbr.bak bs=512 count=1

dd if=/dev/zero of=/tmp/swapfile bs=1M count=512
chmod 600 /tmp/swapfile
mkswap /tmp/swapfile
swapon /tmp/swapfile
free -h          # 确认 swap 增加
swapoff /tmp/swapfile
rm /tmp/swapfile

11.7 综合实战

完整流程：对新磁盘 /dev/sdb 创建 10GB ext4 分区，开机自动挂载到 /mydata。

步骤：

fdisk -l 查看
fdisk /dev/sdb → n → p → 1 → +10G → w
partprobe /dev/sdb
mkfs.ext4 /dev/sdb1
mkdir -p /mydata && mount /dev/sdb1 /mydata
df -hT 验证
blkid /dev/sdb1 获取 UUID
写入 /etc/fstab：UUID=xxx /mydata ext4 defaults 0 0
重启后 df -hT 再次确认

11.8 仅用命令行完成分区+格式化+挂载

对一块新盘（如 /dev/sdb）仅用命令行 完成：创建一个 8GB 的 ext4 分区，卷标为 BACKUP，挂载到 /backup，并用 df -h 验证。
用 blkid 获取该分区 UUID，写一行 /etc/fstab 实现开机自动挂载；执行 mount -a 验证无误。

参考答案

bash 复制代码

# 20：分区（非交互可用 echo + fdisk 或 parted）
parted /dev/sdb mklabel msdos
parted /dev/sdb mkpart primary ext4 1MiB 8GiB
# 或 fdisk：fdisk /dev/sdb → n → p → 1 → 回车 → +8G → w
partprobe /dev/sdb

mkfs.ext4 -L BACKUP /dev/sdb1
mkdir -p /backup && mount /dev/sdb1 /backup
df -h /backup

# 21：fstab
UUID=$(blkid -s UUID -o value /dev/sdb1)
echo "UUID=$UUID  /backup  ext4  defaults  0  0" >> /etc/fstab
mount -a && df -h /backup

11.9 软硬链接对比实验

在 /tmp 下创建文件 base.txt，内容为 "link test"。分别创建硬链接 hard.txt 和软链接 soft.txt。用 ls -li 比较三者的 inode 与链接数。
删除 base.txt 后，分别 cat hard.txt 和 cat soft.txt，并解释结果差异。
再创建软链接 soft2 指向目录 /etc，用 ls -l soft2 和 ls soft2 观察输出。

参考答案

bash 复制代码

echo "link test" > /tmp/base.txt
ln /tmp/base.txt /tmp/hard.txt
ln -s /tmp/base.txt /tmp/soft.txt
ls -li /tmp/base.txt /tmp/hard.txt /tmp/soft.txt
# base 与 hard 的 inode 相同，链接数为 2；soft 的 inode 不同，大小为路径长度

rm /tmp/base.txt
cat /tmp/hard.txt    # 仍能输出 "link test"（数据仍在）
cat /tmp/soft.txt    # 报错 No such file（软链接指向已删除的路径）

ln -s /etc /tmp/soft2
ls -l /tmp/soft2     # 显示软链接本身
ls /tmp/soft2        # 显示 /etc 目录内容

11.10 dd 备份与 Swap 文件

用 dd 将系统第一块磁盘的 MBR 备份到 /root/mbr.bak，再用 hexdump -C -n 64 查看备份文件末尾是否包含 55 aa。
创建一个 256MB 的 swap 文件 /swapfile（用 dd 或 fallocate），设置权限为 600，格式化为 swap 并启用；用 free -h 和 swapon --show 验证。最后关闭并删除该 swap 文件。

参考答案

bash 复制代码

# 25
dd if=/dev/sda of=/root/mbr.bak bs=512 count=1
hexdump -C -n 64 /root/mbr.bak | tail -4
# 最后应看到 1fe 处 55 aa

# 26
dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=256
# 或：fallocate -l 256M /swapfile
chmod 600 /swapfile
mkswap /swapfile
swapon /swapfile
free -h && swapon --show

swapoff /swapfile && rm -f /swapfile

11.11 文件系统类型与命令含义

说出 ext4、xfs、swap、tmpfs、vfat 各适合什么场景；根分区一般选 ext4 还是 xfs 有何考量？
写出下列命令的"全称/含义"并各举一个用法：fdisk、mkfs、mount、blkid、fsck。

参考答案

27：ext4 通用稳定，桌面/通用服务器；xfs 大容量、高 I/O、企业/数据库；swap 扩展内存、休眠；tmpfs 临时目录、不持久；vfat U 盘、跨平台共享。根分区：RHEL/CentOS 默认 xfs，Debian/Ubuntu 常用 ext4，两者皆可，xfs 更偏大容量与性能。
28 ：fdisk（Fixed Disk，分区表操作）→ fdisk -l /dev/sda；mkfs（Make File System）→ mkfs.ext4 /dev/sdb1；mount（挂载）→ mount /dev/sdb1 /mnt；blkid（Block ID）→ blkid /dev/sda1；fsck（File System ChecK）→ fsck /dev/sdb1（需先卸载）。

11.12 挂载排错与 umount 忙

执行 umount /mydata 时报 "device is busy"，请写出两种查出"谁在用"的方法，以及如何在不重启的前提下卸载成功。
在 /etc/fstab 中误写入了不存在的 UUID，导致 mount -a 失败。如何在不删该行的前提下临时跳过该项，使系统能正常挂载其他条目？

参考答案

bash 复制代码

# 29：查占用
fuser -v /mydata
# 或
lsof /mydata
# 结束进程后卸载；若必须卸载可强制结束占用该挂载点的进程（慎用）
fuser -km /mydata
umount /mydata

# 30：挂载时跳过错误项（-a 会继续挂载其他），或先注释掉错误行再 mount -a
mount -a
# 若希望开机不挂载错误项，需编辑 fstab 注释或修正该行

11.13 df 与 du、inode 与空间

用命令说明：为什么有时 df 显示某分区还有不少空间，但无法创建新文件？如何确认是 inode 用尽？
在 /tmp 下用一条命令创建 100 个空文件 f1.txt～f100.txt，再用 du -sh /tmp 和 df -h /tmp 对比，简要说明 df 与 du 分别反映什么。

参考答案

bash 复制代码

# 31：inode 用尽时会出现 "No space left on device"，但 df 显示还有空间。查看 inode 使用率：
df -ih /mydata
# 若 IUse% 接近或为 100%，说明 inode 耗尽。解决：删除小文件或备份后重新格式化并增大 inode 数（-N 或 -i）

# 32
touch /tmp/f{1..100}.txt
du -sh /tmp    # 统计目录下文件占用的磁盘块
df -h /tmp     # 显示 /tmp 所在文件系统的总空间与剩余
# df 看的是文件系统级别；du 看的是目录下内容实际占用

11.14 多分区与挂载选项

一块盘上已有 /dev/sdb1（ext4，挂载在 /data1）和 /dev/sdb2（xfs）。请写出将 sdb2 挂载到 /data2 且启用 noatime 的完整命令；并写一条 fstab 条目使开机自动挂载（用 UUID）。
用 mount -o loop 挂载一个 ISO 镜像到 /mnt/iso，要求只读，并写出卸载命令。

参考答案

bash 复制代码

# 33
mkdir -p /data2
mount -o noatime /dev/sdb2 /data2
blkid -s UUID -o value /dev/sdb2   # 得到 UUID
# 在 /etc/fstab 添加一行（将 UUID 替换为实际值）：
# UUID=xxxx  /data2  xfs  defaults,noatime  0  0
mount -a

# 34
mount -o loop,ro /path/to/image.iso /mnt/iso
umount /mnt/iso

11.15 综合命令组合

不进入 fdisk 交互，用一条命令行（可含管道）列出 /dev/sda 上所有分区设备名（如 /dev/sda1）。
写出：将 /dev/sdb1 格式化为 ext4、卷标为 LOG、预留块 1%、挂载到 /var/log/app 并加入 fstab（用 UUID）的完整命令序列。

参考答案

bash 复制代码

# 35
fdisk -l /dev/sda | grep -E '^/dev/sda'

# 36
mkfs.ext4 -L LOG -m 1 /dev/sdb1
mkdir -p /var/log/app
mount /dev/sdb1 /var/log/app
UUID=$(blkid -s UUID -o value /dev/sdb1)
echo "UUID=$UUID  /var/log/app  ext4  defaults  0  0" >> /etc/fstab

十二、文件系统访问控制列表（ACL）

12.1 ACL 是什么

标准 Linux 权限（owner/group/other）只能为一个所有者 和一个属组 设置权限。ACL（Access Control List） 允许为任意用户或组单独设置权限，实现更细粒度的访问控制。

12.2 查看与设置 ACL

命令	全称/含义	用途
getfacl	Get File ACL	查看文件或目录的 ACL
setfacl	Set File ACL	设置文件或目录的 ACL

setfacl 常用选项：

选项	说明	示例
`-m`	修改（添加/更改）ACL 条目	`setfacl -m u:jerry:rw file.txt`（给用户 jerry 读写权限）
`-x`	删除指定的 ACL 条目	`setfacl -x u:jerry file.txt`（移除用户 jerry 的 ACL）
`-b`	删除所有 ACL 条目	`setfacl -b file.txt`
`-R`	递归设置目录下所有文件	`setfacl -R -m g:dev:rwx /project`
`-d`	设置默认 ACL（新建文件继承）	`setfacl -d -m u:jerry:rw /shared`

12.3 示例

bash 复制代码

# 查看文件的 ACL
getfacl /data/report.txt

# 给用户 jerry 对文件的读写权限
setfacl -m u:jerry:rw /data/report.txt

# 给 dev 组对目录的读写执行权限（递归）
setfacl -R -m g:dev:rwx /project

# 设置默认 ACL：在 /shared 下新建的文件自动继承
setfacl -d -m u:jerry:rw /shared

# 移除 jerry 的 ACL
setfacl -x u:jerry /data/report.txt

# 移除所有 ACL
setfacl -b /data/report.txt

注意：文件系统必须启用 ACL 支持。ext4 默认启用；若未启用可用 tune2fs -o acl /dev/sdb1 或在 mount 时加 -o acl。设置 ACL 后，ls -l 权限位末尾会出现 + 号。

十三、回环设备（Loopback）与虚拟磁盘

13.1 回环设备是什么

回环设备（loopback device） 是一种用软件模拟硬件 的机制：把一个普通文件 当作块设备来使用。典型应用：挂载 ISO 镜像、创建虚拟磁盘、用文件做 swap。

13.2 用 dd 创建虚拟磁盘文件

bash 复制代码

# 创建一个 1GB 的全零文件（虚拟磁盘）
dd if=/dev/zero of=/var/disk.img bs=1M count=1024

# 创建一个稀疏文件（看起来 1GB，实际只占最后 1M）
dd if=/dev/zero of=/var/sparse.img bs=1M count=1 seek=1023

# 查看实际大小 vs 显示大小
ls -lh /var/sparse.img   # 显示 1GB（逻辑大小）
du -sh /var/sparse.img   # 显示 1MB（实际占用）

13.3 格式化并挂载回环文件

bash 复制代码

# 格式化为 ext4
mkfs.ext4 /var/disk.img

# 用 loop 方式挂载
mount -o loop /var/disk.img /mnt/vdisk

# 验证
df -h /mnt/vdisk

# 卸载
umount /mnt/vdisk

13.4 挂载 ISO 镜像

bash 复制代码

# 下载 ISO（示例）
wget http://mirror.example.com/centos.iso

# 用 loop 挂载为只读
mount -o loop,ro centos.iso /mnt/iso

# 查看内容
ls /mnt/iso

# 卸载
umount /mnt/iso

13.5 常用 mount 选项补充

选项	说明	示例
`noatime`	不更新文件的访问时间戳，减少写 I/O	`mount -o noatime /dev/sdb1 /data`
`sync`	所有写操作同步到磁盘（慢但安全）	`mount -o remount,sync /data`
`async`	写操作异步（默认，快但掉电可能丢数据）	`mount -o async /dev/sdb1 /data`
`noexec`	禁止在该分区执行程序（安全加固）	`/tmp` 挂载为 `noexec`
`nosuid`	忽略 SUID/SGID 位（安全加固）	`mount -o nosuid /dev/sdb1 /data`
`loop`	挂载回环设备（把文件当块设备）	`mount -o loop disk.img /mnt`
`remount`	不卸载直接重新挂载（可改选项）	`mount -o remount,ro /data`

示例：先 sync 方式测试性能差异

bash 复制代码

# 默认 async 挂载，复制文件
mount /dev/sdb1 /data
time cp -r /etc/* /data/   # 较快

# 重新挂载为 sync，再复制
mount -o remount,sync /data
time cp -r /etc/* /data/   # 明显变慢（每次写都等磁盘确认）

十四、压缩与归档

14.1 常见压缩格式对比

格式	扩展名	压缩命令	解压命令	查看命令	特点
gzip	`.gz`	`gzip file`	`gunzip file.gz`	`zcat file.gz`	最通用，速度与压缩比均衡
bzip2	`.bz2`	`bzip2 file`	`bunzip2 file.bz2`	`bzcat file.bz2`	压缩比高于 gzip，速度较慢
xz	`.xz`	`xz file`	`unxz file.xz`	`xzcat file.xz`	压缩比最高，速度最慢
zip	`.zip`	`zip out.zip file`	`unzip out.zip`	`unzip -l out.zip`	跨平台兼容（Windows/Mac/Linux）
compress	`.Z`	`compress file`	`uncompress file.Z`	`zcat file.Z`	历史悠久，现已少用

通用规律：压缩比 xz > bzip2 > gzip > compress；速度正好反过来。

14.2 gzip / gunzip

bash 复制代码

gzip file.txt              # 压缩，生成 file.txt.gz，删除原文件
gzip -k file.txt           # 压缩，保留原文件
gzip -d file.txt.gz        # 解压（等同 gunzip）
gunzip file.txt.gz         # 解压
zcat file.txt.gz           # 不解压直接查看内容
gzip -9 file.txt           # 最高压缩比（1-9，默认6）
gzip -r /var/log/           # 递归压缩目录下所有文件

14.3 bzip2 / bunzip2

bash 复制代码

bzip2 file.txt             # 压缩，生成 file.txt.bz2，删除原文件
bzip2 -k file.txt          # 压缩，保留原文件
bzip2 -d file.txt.bz2      # 解压（等同 bunzip2）
bunzip2 file.txt.bz2       # 解压
bzcat file.txt.bz2         # 不解压直接查看内容
bzip2 -9 file.txt          # 最高压缩比

14.4 xz / unxz

bash 复制代码

xz file.txt                # 压缩，生成 file.txt.xz，删除原文件
xz -k file.txt             # 压缩，保留原文件
xz -d file.txt.xz          # 解压（等同 unxz）
unxz file.txt.xz           # 解压
xzcat file.txt.xz          # 不解压直接查看内容
xz -9 file.txt             # 最高压缩比（1-9，默认6）

14.5 zip / unzip（跨平台）

bash 复制代码

zip backup.zip file1 file2         # 压缩多文件，不删原文件
zip -r html.zip /home/html/        # 递归压缩目录
unzip backup.zip                   # 解压到当前目录
unzip -l backup.zip                # 仅查看内容列表，不解压
unzip backup.zip -d /tmp/restore   # 解压到指定目录

14.6 tar（归档工具）

tar 本身只做归档（把多个文件打包成一个 .tar），不压缩；配合 gzip/bzip2/xz 可实现"打包+压缩"。

选项	说明
`-c`	创建归档
`-x`	解开归档
`-t`	查看归档内容（不解开）
`-f FILE`	指定归档文件名（必须紧跟文件名）
`-v`	显示过程
`-z`	调用 gzip 压缩/解压（.tar.gz）
`-j`	调用 bzip2 压缩/解压（.tar.bz2）
`-J`	调用 xz 压缩/解压（.tar.xz）
`-C DIR`	解压到指定目录
`--xattrs`	保留扩展属性（含 ACL）

常用组合：

bash 复制代码

# 归档（不压缩）
tar -cf archive.tar file1 file2 dir/

# 归档 + gzip 压缩
tar -zcf backup.tar.gz /etc/

# 归档 + bzip2 压缩
tar -jcf backup.tar.bz2 /etc/

# 归档 + xz 压缩
tar -Jcf backup.tar.xz /etc/

# 查看归档内容
tar -tf backup.tar.gz

# 解压到当前目录
tar -xf backup.tar.gz

# 解压到指定目录
tar -xf backup.tar.gz -C /tmp/restore

# 解压 bzip2 归档
tar -jxf backup.tar.bz2 -C /tmp/

# 保留 ACL 等扩展属性
tar --xattrs -zcf backup.tar.gz /data/

14.7 压缩与归档命令速查

📦 压缩与归档
🗜️ 压缩（单文件）
📋 归档（多文件打包）
gzip / gunzip

.gz
bzip2 / bunzip2

.bz2
xz / unxz

.xz
tar

.tar
tar -zcf

.tar.gz
tar -jcf

.tar.bz2
tar -Jcf

.tar.xz
zip / unzip

.zip

压缩+归档一体

十五、第 9 章补充练习

15.1 ACL 练习

在 /data 目录下创建文件 report.txt，用 ACL 给用户 jerry 设置读写权限，用 getfacl 验证；再移除该 ACL。

参考答案

bash 复制代码

touch /data/report.txt
setfacl -m u:jerry:rw /data/report.txt
getfacl /data/report.txt          # 应看到 user:jerry:rw-
setfacl -x u:jerry /data/report.txt
getfacl /data/report.txt          # jerry 的条目已消失

15.2 回环设备与挂载选项练习

用 dd 创建一个 200MB 的文件 /var/vdisk.img，格式化为 ext4，用 loop 方式挂载到 /mnt/vdisk，复制 /etc 到其中，验证后卸载。
将一个分区重新挂载为 noatime，用 stat 观察读取文件后 atime 是否变化；再重新挂载为 sync，复制文件感受性能差异。

参考答案

bash 复制代码

# 38
dd if=/dev/zero of=/var/vdisk.img bs=1M count=200
mkfs.ext4 /var/vdisk.img
mkdir -p /mnt/vdisk
mount -o loop /var/vdisk.img /mnt/vdisk
cp -r /etc/* /mnt/vdisk/
df -h /mnt/vdisk
umount /mnt/vdisk

# 39
mount -o remount,noatime /mydata
stat /mydata/somefile        # 记下 atime
cat /mydata/somefile > /dev/null
stat /mydata/somefile        # atime 不变

mount -o remount,sync /mydata
time cp -r /etc/* /mydata/   # 明显慢于 async

15.3 压缩与归档练习

用 tar -zcf 将 /etc 打包压缩为 /tmp/etc_backup.tar.gz，用 tar -tf 查看内容，再解压到 /tmp/restore/。
分别用 gzip、bzip2、xz 压缩同一个文件（如 /var/log/messages 的副本），对比压缩后文件大小和压缩耗时，说明三者区别。

参考答案

bash 复制代码

# 40
tar -zcf /tmp/etc_backup.tar.gz /etc/
tar -tf /tmp/etc_backup.tar.gz | head -20
mkdir -p /tmp/restore
tar -xf /tmp/etc_backup.tar.gz -C /tmp/restore/
ls /tmp/restore/etc/

# 41
cp /var/log/messages /tmp/test_gz
cp /var/log/messages /tmp/test_bz2
cp /var/log/messages /tmp/test_xz

time gzip /tmp/test_gz
time bzip2 /tmp/test_bz2
time xz /tmp/test_xz

ls -lh /tmp/test_gz.gz /tmp/test_bz2.bz2 /tmp/test_xz.xz
# xz 最小、bzip2 次之、gzip 最大；速度反之

15.4 综合实战（来自第 9 章原题）

创建一个 2G 的分区，文件系统为 ext2，卷标为 DATA，块大小为 1024，预留 8%；挂载至 /backup，用卷标挂载并启用 ACL；将其升级为 ext3（不损坏数据）；调预留为 3%；以 noatime 重新挂载后验证；强制检查文件系统。

参考答案

bash 复制代码

# 分区（假设 /dev/sdb 有空间）
fdisk /dev/sdb    # n → p → 1 → +2G → w
partprobe /dev/sdb

# 格式化
mke2fs -b 1024 -L DATA -m 8 /dev/sdb1

# 挂载（卷标 + ACL）
mkdir -p /backup
mount -o acl -L DATA /backup
# 或先 tune2fs -o acl /dev/sdb1 再 mount -L DATA /backup

# 复制测试数据
cp -r /etc/* /backup/

# 升级 ext2 → ext3（不丢数据）
umount /backup
tune2fs -j /dev/sdb1
mount -L DATA /backup

# 调预留 3%
tune2fs -m 3 /dev/sdb1

# noatime 重新挂载
mount -o remount,noatime /backup
stat /backup/inittab
cat /backup/inittab > /dev/null
stat /backup/inittab   # atime 不变

# 强制检查
umount /backup
e2fsck -f /dev/sdb1

附录：Swap 分区创建与启用

Swap 管理流程

🆕 创建分区

fdisk → type 82
🔧 mkswap

格式化为 swap
✅ swapon

启用
📊 free -h

验证
📝 /etc/fstab

永久启用

bash 复制代码

# 分区后格式化为 swap
mkswap -L MYSWAP /dev/sdb2

# 启用 / 关闭
swapon /dev/sdb2
swapoff /dev/sdb2

# 查看
free -h
swapon --show      # 详细 swap 信息

# 用文件做 swap（无需分区）
dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=1024
chmod 600 /swapfile
mkswap /swapfile
swapon /swapfile

在 /etc/fstab 中永久启用：

text 复制代码

/dev/sdb2   swap  swap  defaults  0  0
# 或文件 swap：
/swapfile   swap  swap  defaults  0  0

文档版本 : v3.0
最后更新: 2026-02-13

磁盘分区与文件系统管理

目录

全章总览：从磁盘到文件（一张图串起整章）

前言：为什么 Linux 要有分区？分区与文件系统有什么区别？

0.1 为什么 Linux 需要分区

0.2 分区与文件系统：到底有什么区别

0.3 常见误区

一、MBR 主引导记录

1.1 三部分组成

1.2 分区表项结构（每项 16 字节）

1.3 备份与恢复 MBR

二、MBR 与 GPT 对比

三、主分区、扩展分区与逻辑分区

3.1 规则概览

3.2 分区结构图

3.3 扩展分区与 EBR

3.4 分区与文件系统、文件的关系与对比

四、Ext2/Ext4 文件系统逻辑结构

4.0 Inode 是什么

4.1 块组内部结构

4.2 重要说明

4.3 Inode 与数据块指针

4.4 分区与文件系统、文件层次对比（inode/块 作用范围）

五、文件的读取、创建、删除、复制与剪切

5.1 文件操作流程总览

5.2 读取文件（例如 /etc/httpd/httpd.conf）

5.3 创建文件（例如 /etc/testfile.txt）

5.4 删除文件（例如 /etc/fstab）

5.5 复制与剪切

5.6 同分区与跨分区操作对比

六、软链接与硬链接

6.1 软链接与硬链接对比图

6.2 本质区别

6.3 创建与查看

6.4 对比小结

使用场景

6.5 硬链接与复制的区别

6.6 练习

七、虚拟文件系统（VFS）

7.1 主要作用

7.2 核心数据结构

7.3 常见文件系统类型（名称一览）

7.4 常见文件系统类型详解（是什么 / 用来做什么 / 适用场景）

八、文件系统管理常用命令

8.0 命令全景图

8.0.1 命令含义速查（是什么、用来做什么）

8.0.2 分区级与文件/文件系统级操作对比

8.1 fdisk（MBR 分区）

8.2 parted（GPT/MBR 通用分区）

8.3 mke2fs / mkfs（格式化）

8.4 blkid（查看块设备属性）

8.5 e2label（查看/设置卷标）

8.6 tune2fs（调整 ext 参数）

8.7 dumpe2fs（导出文件系统信息）

8.8 fsck / e2fsck（检查与修复）

8.9 mount / umount（挂载与卸载）

8.10 fuser（查看/终止进程）

8.11 lsblk（查看块设备列表）

8.12 df（磁盘空间与 inode）

8.13 du（目录空间占用）

8.14 dd（底层复制与转换）

8.15 free（内存与 Swap）

8.16 命令使用场景汇总

九、设备文件与 mknod

9.1 设备类型

9.2 主设备号与次设备号

9.3 硬盘设备命名

9.4 mknod（创建设备文件）

十、分区挂载与 /etc/fstab

10.1 磁盘管理完整流程

10.2 /etc/fstab 字段

10.3 查看已挂载

10.4 分区、挂载点与路径对比

十一、综合练习

11.1 分区与格式化练习

11.2 挂载与 fstab 练习

11.3 链接练习

11.4 文件系统维护练习

11.5 磁盘信息练习

11.6 dd 与 Swap 练习

4.4 分区与文件系统、文件层次对比（inode/块作用范围）