Linux中创建大文件并作为文件系统使用

在Linux系统的使用过程中，有时候会遇到诸如某个磁盘分区的大小不够用了，导致其下的文件系统不能正常写入数据。亦或者是系统swap分区太小，不够用或者不满足条件而导致的其他一系列问题。如果我们系统上挂载的有富余的磁盘空间，这样就简单多了，直接在现成的磁盘上划出一个分区，格式化并挂载就完事了。但是也有些时候限于条件，没有富余的磁盘空间，怎么办的呢？我们可以在现有的系统中，看看有没有其他分区的空间比较大，并且分出去一部分后，仍然不影响改分区系统的正常使用。如果存在这种情况，就可以实现间接的扩展磁盘空间了。

1，我们需要先在有富余空间的磁盘分区上创建一个大文件，文件的大小根据你的实际需要和所要划出空间分区实际大小来决定。创建大文件，可以使用如下3个命令：

　　1.1 dd

　　　　创建大文件首选的会是dd命令，dd是 device driver 的缩写，可以用来读取设备、文件中的内容，并原封不动地复制到指定位置。因此dd本质上是copy一个文件副本，

　　它强制你编写每个数据块，并初始化文件内容，但是初始化会占用大量的I / O时间，因此使用dd命令创建大文件的速度是比较缓慢的。使用dd创建大文件的命令如下：

　　　　dd if=/dev/zero of=/home/disk0 bs=2G count=1

　　这个命令将在/home根目录下创建一个名为disk0的空文件，其中用到了如下四个选项：

　　　　if=文件名：指定输入文件名或者设备名，如果省略“if=文件名”，则表示从标准输入读取。

　　　　of=文件名：指定输出文件名或者设备名，如果省略“of=文件名”，则表示写到标准输出。

　　　　bs：指定单个文件的块block大小。

　　　　count：想要创建文件的个数。

　　1.2 fallocate

　　　　fallocate的功能是为文件预分配物理空间，而不是生成一个空洞文件，fallocate分配的空间在磁盘的扇区上是连续的，它减少后续写入和读取文件时的磁盘寻道开销；

　　并且是迅速直接占用空间，而不是想空洞文件那样“假装”战=占有那么多空间，这样就可以保证随着磁盘空间的使用，而不会出现该段磁盘空间不足。由于fallocate

　　并不是标准的posix接口，并不是所有的文件系统都是支持的，目前主流的ext4和xfs都是可以的。

　　　　fallocate -l 20G /home/disk00

　　　　-l：--length，指定分配文件的长度，即文件的大小；

　　　　disk00：所分配文件名称

　　1.3 truncate

　　　　truncate和lseek是将文件的末尾位置“扩展到”一个固定位置而生成的一个空洞文件，也即是稀疏文件。该文件并不占用实际磁盘空间，只是逻辑上看起来那么大而已。

　　使用ls -l命令可以查看其逻辑大小，即你希望分配的大小。使用du命令可以看到其实际占用的磁盘空间大小。使用od -c命令可以看到文件中间是用“\0”填充的。

　　　　truncate -s 10G /home/disk000

　　　　-s：指定文件的大小

2，将第一步中得到的大文件进行格式化并挂载到文件系统

　　由上述可知，如果所要分配的文件大小不大，比如2G以下，我们可以优选dd命令，当文件大小非常大时，就可以使用fallocate了，由于truncate命令生成的文件并不是看起

来那么大，如果非必要，我们还是尽量不选它。

　　比如我们使用dd或者fallocate创建一个1G大小的文件：
　　　　dd -if=/dev/zero of=/home/disk00 bs=1024 count=1000000

　　fallocate -l 1G /home/disk00

　　2.1 扩展一般的文件系统空间

　　　　2.1.1 格式化

　　　　以格式化为ext4文件系统为例

　　　　mkfs.ext4 /home/disk00      ----执行该命令后，系统会提示“disk00 is not a block special device”，直接输入“y”确认继续就行。

　　　　2.1.2 挂载到文件系统

　　　　由于disk00并不是一个block device，所以挂载到文件系统时并不能像普通磁盘分区、格式化后那样直接挂在，我们需要用到loop伪设备。在执行loop挂载前，我们需要

　　确认系统中有哪些loopback设备，并且那些是已经被使用的。

　　　　确认系统中有那些loopback设备：

　　　　　　ls -l /dev/loop*

　　　　确认那些loopback是已经被使用的：

　　　　　　cat /proc/mount

　　　　确认上述两个事项后，就可以执行如下挂在命令：

　　　　　　mount -o loop=/dev/loop0 /home/disk00 /opt/backup_DB

　　　　　　-o loop=：使用 loop 模式用来将一个档案当成硬盘分割挂上系统

　　　　2.1.3 将挂载关系写入/etc/fstab，防止系统重启后挂载关系丢失。

　　　　　　echo "/home/disk00 /opt/backup_DB ext4 defaults,loop 0 0" >> /etc/fstab

　　2.2 挂载交换分区

　　　　2.2.1 格式化，将其变成一个swap文件

　　　　　　mkswap /home/disk00

　　　　2.2.2 启用这个swap文件

　　　　　　swapon /home/disk00

　　　　2.2.3 写入/etc/fstab，在系统重启时能够自动挂载

　　　　　　echo "/home/disk00 swap swap defaults 0 0" >> /etc/fstab

3，操作实例

　　下面以我一个项目中的实际操作为例进行说明：

　　我们的MySQL数据库安装在/home分区下，该分区大小为3.5T，由于我们没有外挂磁阵，也没有独立的备份服务器，所以只能将数据库的备份存放在本地，遵循备份和原始

数据不能放在同一分区，我们把备份放在了/opt分区，该分区大小为50G。我们库目前大小为12G，每天产生的数据量为350-400M之间，每两周数据总量大致增加1G。备份策

略是每周一全备，然后周二到周日都是基于周一的全备进行增量（这样的目的是恢复时方便）。备份的保留策略是全备保留3周，之前的全备进行删除；每周的增量在下一周一

全备前打包压缩转移到/home/old_DB_backup下。由于数据量不断增多，大概到每周的周六时/opt的占用量就已经达到接近90%了，所以我们考虑将/opt下暂时存放增量备份的

目录进行单独挂载一个分区进行扩容，减轻/opt分区的空间压力，方案操作如下：

　　3.1 由于/home分区的目录非常大，所以选取/home分区做为分割对象。考虑到后续数据量增加，给予30G空间扩展：

　　　　fallocate -l 30G /home/old_DB_backup/backup_disk/disk0_in

　　3.2 我们的文件系统为ext4，所以将改数据文件格式化为ext4

　　　　mkfs.ext4 /home/old_DB_backup/backup_disk/disk0_in

　　3.3 挂载到待增加独立空间的增量备份目录

　　　　mount -o loop=/dev/loop0 /home/old_DB_backup/backup_disk/disk0_in /opt/DB_backup/incremental_backup

　　3.4 挂载关系写入/etc/fstab

　　　　echo "/home/old_DB_backup/backup_disk/disk0_in /opt/DB_backup/incremental_backup ext4 defaults,loop, 0 0" >> /etc/fstab