磁盤和文件系統管理述

    我們知道一塊磁盤是可以被分區成多個分區的（partition），以Windows的觀點來看，你可能會有一顆磁盤并且將他分區成為C:, D:, E:盤，那個C, D,E就是分區。Linux的設備都是以文件的型態存在，磁盤設備接口的不同也早就了磁盤文件名的不同。即IDE接口的磁盤設備文件名都是/dev/hd[a-z]的格式,例如：/dev/hda./dev/hdb。SCSI, SATA, SAS, USB接口的磁盤設備文件名都是：/dev/sd[a-z],例如sda.sdb,磁盤設備的命名主要是根據Linux核心偵測到磁盤的順序來進行的，例如你有兩塊SATA接口的硬盤要插在有六個SATA插槽的主板上，一塊插在SATA1接口上一塊插在STAT3接口上，因為是使用偵測到的順序來決定設備文件名，并非與實際插槽代號有關，所以這兩塊磁盤的命名就是SATA1插槽上為/dev/sda,而SATA3插槽上的為/dev/sdb。那么同一設備上的不同分區表示就是1.2.3.4.5這樣，/dev/sda磁盤上的分區命名為/dev/sda1,/dev/sda2….注意：centos6和centos7統統將硬盤設備文件標識為/dev/sda[a-z]#

    文件系統是操作系統用于明確存儲設備，或分區上的文件的方法和數據結構；即在存儲設備上組織文件的方法。操作系統中負責管理和存儲文件信息的軟件機構稱為文件管理系統，簡稱文件系統。

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磁盤分區

    兩種分區方式： MBR， GPT

    早期的 Linux 系統為了兼容Windows的磁盤，因此使用的是支持 Windows 的 MBR（Master Boot Record, 主要開機紀錄區）的方式來處理開機管理程序與分區表！而開機管理程序紀錄區與分區表則通通放在磁盤的第一個扇區， 這個扇區通常是512Bytes的大?。ㄅf的磁盤扇區是512Bytes)所以說，第一個扇區及（0扇區）512Byte會有兩個數據；

    主要開機記錄區（Master Boot Record, MBR）：主要用于引導系統啟動，有446 Bytes
    分區表（partition table）：記錄整顆硬盤分區的狀態，有64 Bytes

    由于分區表所在區塊僅有64 Bytes容量，而每個分區要占用16Bytes,因此最多僅能記錄4個分區，每個記錄區記錄了該區段的啟始與結束的柱面號碼。假設這個設備名稱為/dev/sda/那么這個4個分區的命名分別是/dev/sda1,sda2,sda3,sda4.而這4個分區又被稱為主分區和擴展分區，通常這4個分區為3個主分區和一個擴展分區，而擴展分區又可延伸N個邏輯分區（注意；一旦運用擴展分區，即此擴展分區不在存儲實際數據，而是存儲指向邏輯分區的信息，邏輯分區的設備名只能從5開始。）

    GPT支持128個分區，已經沒有所謂的主、延伸、邏輯分區的概念，每個都可以視為是主分區，使用64位，支持8Z（512Byte/block ） 64Z （4096Byte/block）GPT磁盤分區結構解決了MBR只能分4個主分區的的缺點，并且支持大硬盤，分區結構清晰簡單而且有備份。

    使用128位UUID 表示磁盤和分區 GPT分區表自動備份在頭和尾兩份，并有CRC校驗位

    UEFI (統一擴展固件接口)硬件支持GPT，使操作系統啟動

    結構如；

    

    保護MBR區：與 MBR 模式相似的，記錄開機引導信息程序。

    GPT頭：這個部份紀錄了分區表本身的位置與大小，同時紀錄了備份用的GPT分區放置的位置，同時放置了分區表的檢驗碼（CRC32），操作系統可以根據這個檢驗碼來判斷GPT是否正確。若有錯誤，還可以通過這個紀錄區來取得備份的GPT（磁盤最后的那個備份區塊） 來恢復GPT的正常運行！

    分區表：實際記錄分區信息處        

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管理分區  

    工具；fdisk，parted,sfdisk

    fdisk 創建MBR分區，也支持GPT，對于一塊硬盤，最多只能管理15分區
    gdisk 創建GPT分區
    GNU parted 高級分區操作（創建、復制、調整大小等等）
    partprobe－重新設置內存中的內核分區表版本
    fdisk /dev/sdb
    gdisk /dev/sdb 類fdisk 的GPT分區工具

    lsblk:查看當前所有磁盤分區情況
  fdisk命令

    fdisk -l [-u] [device…]:列出指定磁盤設備上的分區情況；查看磁盤的分區信息

]# fdisk -l /dev/sda
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *           1          64      512000   83  Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2              64       15666   125316096   8e  Linux LVM

上面可看到設備名稱是/dev/sda,大小為128G，等信息….，下邊一欄則顯示的是分區信息，可看到目前有兩個分區，分別sda1和sda2，而sda1作為了系統的引導分區，開始柱面為1，結束柱面為64，塊大小，分區類型ID等等…（注意；對cenots6來說start是開始柱面，End是結束柱面，對centos7來說start是開始扇區，End是結束扇區）

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fdisk device（設備）

    fdisk提供了一個交互式接口來管理分區，它有許多子命令，分別用于不同的管理功能；所有操作均在內存中進行，沒有直接同步到磁盤；直到使用w命令保存到磁盤上才會生效

n:創建新分區

d:刪除已有分區

t:修改分區類型

l:查看所有已知id

w:保存并且退出

q:不保存并退出

m:查看幫助信息

p:顯示現有分區信息

示例

~]# fdisk /dev/sda
Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 3
First cylinder (7859-15665, default 7859): 
Using default value 7859
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (7859-15665, default 15665): +10G
Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
e
Selected partition 4
First cylinder (9165-15665, default 9165): 
Using default value 9165
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (9165-15665, default 15665): 
Using default value 15665
Command (m for help): n
First cylinder (9165-15665, default 9165): 
Using default value 9165
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (9165-15665, default 15665): +10G
Command (m for help): w
~]# partx -a /dev/sda

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重讀分區表

創建后

partx -a /device

刪除后
partx -d -n M:N /dev/DEVICE
centos6: –nr N-M
CentOS 5， 7: 使用partprobe
partprobe [/dev/DEVICE]

也可在fdisk交互界面進行刪除分區動作

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swap交換分區

交換分區是系統RAM的補充

linux上的交換分區必須使用獨立的文件系統

且文件系統的system id 必須為82

創建swap設備：mkswap命令

mkswap [option] device

-L label:指明卷標

-f:強制

交換分區的啟用和禁用：

啟用:swapon

swap [option][option]

使用swapon -a 激活交換空間:定義在/etc/fstab文件中的所有swap設備

禁用:swapoff

swapoff device

findfs ：查找分區
findfs [options] LABEL=<label>
findfs [options] UUID=<uuid>

]# findfs UUID=40ad1cd6-2e57-422d-9af7-1015a582636d
/dev/sdb1

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管理文件系統：

Linux文件系統: ： ext2(Extended file system), ext3,ext4, xfs（ SGI） , btrfs（ Oracle） , reiserfs, jfs（AIX） , swap

光盤： iso9660

Windows： fat32, ntfs

Unix: FFS（ fast） , UFS（ unix） , JFS2

網絡文件系統： NFS, CIFS

集群文件系統： GFS2, OCFS2（ oracle）

分布式文件系統： ceph, moosefs, mogilefs, glusterfs,Lustre

RAW：未經處理或者未經格式化產生的文件系統

文件系統的組成部分：

文件系統驅動:由內核提供，

文件系統管理工具:由用戶空間的應用程序提供

如果一個文件系統想要在系統上運行起來的話，必須要裝載對應的模塊

lsmod:查看當前系統內核已經裝載的模塊，如果內核相應識別一個文件系統，必須先裝載這個模塊

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創建文件系統的工具

mkfs；

mkfs.ext2(無日志功能),mkfs.ext3,mkfs.ext4,mkfs.xfs,mkfs.vfat…

centos6如果使用xfs文件系統，需要安裝（xfsgrogs）

再次執行mkfs.ext3 /dev/sda6,將ext2文件系統格式化為ext3。

當然了也可以再次格式話為ext4格式，ext4格式同樣支持日志功能，而且在單個文件和單個文件系統的大小比ext3性能更強大 

centos6 默認不支持xfs

如果要安裝得先安裝xfsprogs工具；可用yum進行安裝，然后在執行]# mkfs.xfs /dev/sda6 -f 強制將文件系統格式化為xfs格式

檢測及修復文件系統的工具

fsck:check and repair a Linux file system（通用所有文件系統）使用此修復功能必須先取消掛載，要不會然會破壞數據

修復的工作特性就是把不連續的文件刪除進行的。

-t fstype:指明文件系統類型

fsck -t ext4 = fsck.ext4

-a:無需交互而自動檔修復所有錯誤；（不建議）

-r: 交互式修復；

windows文件系統

#mkfs.vfat device

windows無法識別linux的文件系統；因此，存儲設備需要兩種系統之間交叉使用時，應該使用windows和linux同時支持的文件系統；fat32(vfat);

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blkid命令：可查看文件系統類型

blkid /dev/sda#

blkid -L label:根據label定位為設備

blkid -U UUID:根據UUID定位設備

每一個設備都有一個隨機的UUID；全局唯一標識符

lsblk命令

lsblk /device:查看磁盤分區類型

-f ：磁盤分區類型和文件系統類型一起顯示

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ext系列文件系統的管理工具：

mkfs.兩次tab可看到多種文件系列

mkfs.ext2,mkfs.ext3,mkfs.ext4（向前兼容較老的版本）

mkfs -t ext2=mkfs.ext2

ext2:沒有日志功能，ext3,4有日志功能，ext4性能有很大提升，建議使用ext4文件系統

命令

mkfs.ext2 /dev/sda#(敲下回車，及完成格式化文件系統)

mke2fs;

mke2fs  [ option] device

-t{ext2|ext3|ext4}:指明要創建的文件系統類型

mkfs.etx4=mkfs -t ext4=mke2fs -t ext4

-b{1024|2048|4096}:指明文件系統的塊大?。?/p>

-L LABEL:指明卷標；

-j:創建有日志功能的文件系統ext3;

mke2fs -j = mke2fs -t ext3 = mkfs -t ext3 = mkfs.ext3

-i#:bytes-per-inode:指明inode與字節的比率；即每多少字節創建一個inode

-N#:直接指明要給此文件系統創建的inode的數量；

-m#:指定預留的空間，百分比；

-O[^]FEATURE:以指定的特性創建目標文件系統，不加^表示啟用此特性，加^表示關閉此特性

創建文件系統后回顯信息；

e2label命令：卷標的查看與設定

查看:e2label device

設定:e2label device LABEL

tune2fs命令:查看或修改ext系統文件系統的某些屬性

adjust tunable filesystem parameters on ext2/ext3/ext4 filesystems：

注意：塊大小創建后不可修改

tune2fs [option]device

-l:查看超級塊的內容；

修改指定文件系統的屬性

-j:ext2 –>ext3

增加了日志功能，實際操作就是把ext2改為ext3

-L:LABEL:修改卷標

-m #:調整預留空間百分比

-O[^]FEATHER:開啟或關閉某種特性；

-o[^]mount_option:開啟或關閉某種默認掛載選項

acl

^acl

dumpe2fs命令：顯示ext系列文件系統的屬性信息

dumpe2fs [-h]device和tune2fs -l /device效果一樣    

查看超級塊信息（分組信息），分區用分組管理

實現文件系統檢測的工具

因進程意外終止或系統崩潰等原因導致寫入操作非正常終止時，可能會造成文件損壞；此時，應該檢測并修復文件系統；建議，離線進行

e2fsck:check a Linux ext2/ext3/ext4 file system(ext系列文件專用的檢測修復工具)

e2fsck[option]device

-y:對所有問題自動回答為yes

-f:強制修復;即使文件系統處于clean狀態，也要強制進行檢測

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使用文件系統：

首先要掛載：mount(掛載)命令和umount（卸載)命令

跟文件系統之外的其他文件系統要想能夠被訪問，都必須通過“關聯”至根文件系統上的某個目錄來實現，此關聯操作即為“掛載”；此目錄即為“掛載點”；

掛載點需要具備一下條件：mount_point,用于作為另一個文件系統的訪問入口

(1)事先存在

(2)應該使用未被或不會被其他進程使用到的目錄

(3)掛載點下原有的文件將會被隱藏；

mount命令：

mount [-nrw][-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir

使用不帶任何選項的mount命令可以顯示當前所有已經掛載了的文件系統

設備掛載或卸

命令選項：

-r:readonly,只讀掛載；

-w:read and write,讀寫掛載

-n:默認情況下，載的操作會同步更新至/etc/mtab文件中；-n用于禁止此特性；

-t vfstype:指明要掛載的設備上的文件系統類型；多數情況下可省略，此時mount會通過blkid來判斷要掛載的設備的文件系統類型

-L LABEL:掛載時以卷標方式指明設備；

mount -L LABEL dir

-U UUID:掛載時以UUID方式指明設備；

-o option:掛載選項，多個選項之間用逗號隔開

默認掛載選項以外的選項才會顯示在/etc/mtab和/proc/mounts中

sync/async:同步/異步操作；

atime/noatime:文件或目錄在被訪問時是否更新其訪問時間戳；

diratime/nodirname:目錄在被訪問時是否更新其訪問時間戳；

remount:重新掛載

acl:支持使用facl功能

#mount -o acl device dir

#tune2fs -o acl device

ro:只讀

rw:讀寫

dev/nodev:此設備上是否允許創建設備文件；

exec/noexec:是否允許運行此設備上的程序文件；

auto/noauto:是否支持自動掛載,是否支持-a選項

user/nouser:是否允許普通用戶掛載此文件系統；

suid/nosuid:是否允許程序文件上的suid和sgid特殊權限生效

mount –bind 源目錄 目標目錄（可以實現將目錄綁定在另一個目錄上，作為其臨時訪問入口；）

defaults:Use default options: rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async, and relatime.（不加任何選項的默認掛載生效的選項）

查看當前系統上所有已掛載的設備

#mount

#cat /etc/matb

#cat /proc/mounts

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掛載光盤；

mount -r /dev/cdrom mount_point

===================================================================

光盤設備文件：/dev/cdrom

掛載U盤：

實現識別u盤的設備文件；

====================================================================

umount卸載命令：

umount device|dir

注意：正在被進程訪問到的掛載點無法被卸載；

查看被哪個或者哪些進程所用：

#lsof mount_point

#fuser -v mount_point

=====================================================================

終止所有正在訪問某掛載點的進程

#fuser -km mount_point

=====================================================================

掛載本地的回環設備；

#mount -o loop /path/to/some_loop_file mount_point

======================================================================

設定除了根文件系統以外的其他文件系統能夠開機時自動掛載：/etc/fstab文件

]# cat /etc/fstab 
#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Wed Aug 24 19:00:44 2016
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
/dev/mapper/vg0-root    /                ext4    defaults         1 1
UUID=8eba0853-3403-459b-9021-b3fc0da22d99 /boot      ext4    defaults         1 2
/dev/mapper/vg0-usr     /usr              ext4    defaults         1 2
/dev/mapper/vg0-var     /var              ext4    defaults         1 2
/dev/mapper/vg0-swap     swap             swap    defaults         0 0
tmpfs            /dev/shm            tmpfs    defaults         0 0
devpts            /dev/pts           devpts   gid=5,mode=620      0 0
sysfs            /sys              sysfs    defaults         0 0
proc            /proc              proc    defaults         0 0

每行定義一個要掛載的文件系統及其相關屬性

6個字段：

（1）要掛載的設備

設備文件

LABEL

UUID

偽文件系統：如sysfs,proc,tmpts

(2)掛載點

swap類型的設備的掛載點為swap

(3)文件系統類型：

(4)掛載選項

defaults:使用默認掛載選項：

如果要同時指明多個掛載選項，彼此間以逗號分隔

(5)轉儲頻率（備份）

0：從不備份

1：每天備份

2：每隔一天備份

(6)自檢次序

0：不自檢

1：首先自檢，通常只能是根文件系統可用1

2：次級自檢

mount -a :可自動掛載定義在此文件中的所支持自動掛載的設備；

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df和du補充

df命令：

df[option]…[file]

-l：僅顯示本地文件的相關信息

-h:human-readable

-i:顯示inode的使用狀態而非blocks

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du命令:查看目錄大小

du[option]…[file]

-s:sumary

-h:human-readble

]# du -sh /root/
78M	/root/

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命令整理