linux磁盤管理

硬盤接口類型：

        IDE：并口，133M/s；100個IO/s
        SCSI：并口，UltraSCSI320,320M/s UltraSCSI640 640M/s 150-200IO/s
        SATA：串口，6Gbps/8=750M/s 100IO/s
        SAS：串口，6Gpbs
        USB：串口 480M/s
        注意：上述速度指的是接口定義的最快速度，但實際傳輸可能到不到上面所述的速度。
    lops：每秒能完成多少個IO，每個IO就是一次存取操作，機械硬盤 400IO/s。
    
設備類型：

        塊設備：隨機訪問，數據交換單位是“塊”
        字符設備：線性訪問，數據交換單位是“字符”
           設備文件：存儲數據指針的空間當中存儲的是設備號，位圖索引，關聯至一個設備驅動程序，進而能夠跟與之對應硬件設備進行通信。

           設備號：
                major：主設備號，區分設備類型，用于標明設備所需要的驅動程序           
                minor：次設備號，區分同種類型下的不同設備，是特定設備的訪問入口

           引用設備的方式：
                設備文件名
                卷標
                UUID：可以唯一標識一個設備

磁盤的基礎知識：

        盤面最外側是0磁道，依次往里遞增（0磁道存放MBR）
        扇區固定大小512個字節
        磁道一圈最多63個扇區
        磁道最多1024個
        磁頭數等同于盤面數最多256個
        柱面的大小=扇區大小*扇區數*盤面數=512字節*63個*256個=7.875M
        磁盤的三維：CHS —cylinder 柱面  head 磁頭   secotr 扇區

磁盤分區：
        兩種分區方式：

                MBR： Master Boot Record， 使用32位表示扇區，分區不能超過2T數， 分區不超過2T，cenots6 按照柱面分區，cenots7按照扇區分區，0磁道0扇區主引導分區MBR 512字節，446引導程序，64分區表，16B引導一個分區，最多4個分區，2bytes，55AA，用于標識硬盤是否分區，且最多4個主分區或3個主分區+1擴展（N個邏輯分區）。
                注意：MBR位于0磁道0扇區的主活動分區，每塊邏輯分區都有自己的EBR，當我們備份主分區的MBR時：dd if=/dev/sda of=/testdir/mbrbak bs=1 count=512 ， 要求還原的硬盤與備份的硬盤大小一致，此時恢復只能恢復主分區的，不能恢復邏輯分區。

                        dd if=/dev/zero of=/dev/sdd bs=1 count=2 skip=510 seek=510 覆蓋55AA
                        hexdump -C -n 512 /dev/sda     以二進制形式查看/sda設備的前512個字節
                                 -v 顯示所有信息
                                 -C 以二進制形式顯示
                        有一個大與2K的二進制文件fileA。 現在想從第64個字節位置開始讀取，需要讀取的大小是128Byts。又有fileB, 想把上面讀取到的128Bytes寫到第32個字節開始的位置，替換128Bytes，請問如何實現？
                            dd if=fileA of=fileB bs=1 count=128 skip=63 seek=31 conv=notrunc
                GPT：  Globals Unique Identifiers，partition  table 支持128個分區，使用64位，支持8Z（512Byte/block ） 64Z （4096Byte/block）
                        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
                    
       磁盤的組成部分：

       1、MBR：主引導分區512bytes，446引導程序，64分區表，16B引導一個分區，最多4個分區，2bytes，55AA，用于標識硬盤是否分區。
       2、super block： 存放塊組信息，記錄的是inode和block 應該有多少個block，已用多少，剩余多少。
       3、inode：有文件存儲在block的時候，在inode的位置都會有該文件相關的記錄，記錄該文件的屬性信息，user、group等，也會指明該文件存放在那個block里，相當與目錄，內容存在block中。
       4、block：存儲內容的，每一個block成為一個塊，默認是4k，block是真正存儲文件的地方，當一個block存儲數據后，如果有剩余也不 能存儲其他文件了，文件1k，block4k，該block也不能用了，劃分分區的時候可以指定block的大小，如存儲12k的文件，會占用3個 block，如果說一個block1k那么會占用12個block，那么讀取的block會比價多，尋到時間會比較長，效率比較低。  

        Block group的組成部分：

        第一部分：存儲的是super block
        第二部分：文件系統的描述信息，比如每個block group是從第幾個開始到第幾個block結束。
        第三部分：塊位圖/塊對照表 那些block沒有被使用，哪些被使用了
        第四部分：inode位圖 哪些inode被使用，哪些剩余
        第五部分：inode表 每記錄一個文件都會在inode寫相應的條目，保存文件的屬性信息，每記錄將消耗128B的空間，每次指向一個block塊將消耗4B，一共可指向32個塊。

 
磁盤管理相關命令：

    列出設備：
            lsblk
            cat  /proc/partitions
            ls /dev/sd*
            注意：上述三種方法列出內存中的設備信息，可能會存在不同步的問題。
           系統添加硬盤后讓其識別的方法：
                            echo "- – -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan  centos6 上添加硬盤之后，讓系統識別
                            echo "- – -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan  centos7       

   
      創建、編輯分區：    

              fdisk：
                1、查看磁盤的分區信息
                        fdisk -l device：查看指定磁盤的設備的分區信息
                        fdisk -lcu 以扇區的形式顯示  centos6 默認是以柱面單位顯示分區的

                2、管理分區
                        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，所有操作都在內存中完整，沒有直接同步到磁盤，只有當執行保存w命令時才同步到磁盤。
                        常用命令：
                           d: 刪除
                           n: 新建
                           p: 列出
                           t: 調整分區ID
                           l: 列出內核支持的分區ID
                           w: 保存退出
                           q: 不保存退出         
                    注意：在已有的分區或者已經創建掛載的分區上面創建新的分區，內核可能無法立即識別，需要重新通知內核識別。

             parted：
                parted的操作都是實時生效的，小心使用
                用法： parted [選項]… [設備 [命令 [參數]…]…]
                        parted /dev/sdb mklabel gpt|msdos    將磁盤類型轉換為gpt 或msdos形式
                        parted /dev/sdb print    打印當前分區
                        parted /dev/sdb mkpart primary 1 200 （默認M）    劃分一個起始位置為1，大小為200M的分區
                        parted /dev/sdb rm 1    刪除第一個分區

      通知內核重新識別新的分區：

           新增分區用
                    partx -a -n M:N /dev/DEVICE
                    kpartx -a /dev/DEVICE -f: force
            刪除分區用
                    partx -d -n M:N /dev/DEVICE
                        centos6: –nr N-M
            CentOS 5， 7: 使用partprobe（此命令在centos6中不起作用）
                        partprobe [/dev/DEVICE]

文件系統：

    文件系統類型：

        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
        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

    文件系統分類：

        根據其是否支持"journal"功能：
                日志型文件系統: ext3, ext4, xfs, …
                非日志型文件系統: ext2, vfat
        文件系統的組成部分：
                內核中的模塊： ext4, xfs, vfat
                用戶空間的管理工具： mkfs.ext4, mkfs.xfs,mkfs.vfat
        Linux的虛擬文件系統： VFS
        查前支持的文件系統： cat /proc/filesystems

    文件系統的管理工具：

        創建文件系統的工具：mkfs mke2fs
        檢測及修復文件系統的工具：fsck e2fsck(ext文件系統專用)
        查看文件系統的屬性的工具：tune2fs dumpe2fs
        查看或設定卷標的工具：e2label
        查看文件系統的UUID和文件系統類型、卷標：blkid
        查看磁盤的使用情況：df
        查看目錄的大?。篸u
        查找分區：findfs
        查看當前系統上掛載的設備：mount | cat /etc/mtab | cat /proc/mounts
        查看掛載點被哪個程序或進程所占用：lsof | fuser -v
        終止所有正在被訪問的掛載點進程：fuser -km

        mke2fs：
            mke2fs [option] device
                -t{ext2|ext3|ext4}：指明要創建的文件系統類型。
                -L LABEL：指明卷標
                -b{1024|2048|4096}：指明塊大小
                -j：創建有日志功能的文件系統ext3
                       mke2fs -j = mke2fs -t ext3 = mkfs.ext3
                -i#：bytes-per-inode，每多少個字節一個inode，指明inode與字節的比例，此大小不應該小于block的大小。
                -I ：一個inode記錄大小128—4096
                -N#：直接指明要給此文件系統創建的inode數量
                -m#：指定預留空間的百分比，默認5%
                -O FEATURE[,…]：啟用指定特性
                -O ^FEATURE：關閉指定特性

        e2label：
            e2label device：查看卷標
            e2label device LABEL 設定卷標
    
        findfs：
            findfs [options] LABEL=labelname
            findfs [options] UUID=uuid

        tune2fs：
                -l device：查看超級快的屬性信息
                -L LABEL：指明卷標
                -m#：指定預留給管理員的空間百分比
                -O[^]feather：開啟或關閉某中特性
                         tune2fs -O ^has_journal /dev/sda3 關閉日志功能
                         tune2fs -O has_journal /dev/sda3 開啟日志功能
                -o[^]mount_options：開啟或關閉某種掛載選項
                        tune2fs -o acl /dev/sda3 默認掛載到acl
                 -j: 將ext2升級為ext3
                 -U UUID: 修改UUID號

        dumpe2fs命令：顯示ext文件系統的屬性信息（超級快和塊組的信息）
                dumpe2fs [-h] /dev/sda5

        e2fsck：
                -y：對所有問題自動回答為yes
                -f：及時文件系統處于clean狀態，也要強制進程檢測

        fsck：
                -t：指明文件系統類型
                -a：無需交互自動修復錯誤
                -r：交互式修復
    因進程意外終止，或者系統崩潰等原因導致正常操作終止，可能造成文件系統損壞，此時應該檢測并修復文件系統，建議離線進行，不要掛載。

        blkid：
                -L LABEL：根據LABEL定位設備
                -U UUID：根據UUID定位設備

        df：
                -T：顯示系統類型
                -l：顯示本地文件的信息
                -h：human-readable
                -i：顯示inode的狀態而非block

        du：
                du -sh /etc 查看/etc/目錄的大小

        swap交換分區：
                創建交換分區：mkswap
                 -L LABEL：指明卷標
                啟用/禁用：swapon/swapoff

掛載mount        

根文件系統之外的文件系統要想能夠被訪問，都必須通過“關聯”至根文件系統上面的某個目錄來實現，此關聯操作即為掛載，目錄即為掛載點。

    掛載點：用于作為另外一個文件系統的訪問入口
        1、事先存在，
        2、應該未被使用或不被其他進程使用到的目錄
        3、掛載之后原有的文件將會被隱藏

    mount的常用選項：
        -r：只讀掛載，光驅
                mount -r /dev/cdrom /media/media
        -w：讀寫掛載
        -n：默認情況下，設備掛載或卸載的操作會同步更新至/etc/mtab中，-n禁用此特性
        -t vfstype：指明要掛載的設備上文件系統的類型，可省略，此時mount會自動通過blkid自動識別文件系統的類型、
        -a：自動掛載所有/etc/fstab文件中支持自動掛載的設備
        -L LABEL：掛載時以卷標的方式指明設備
                mount -L LABEL /media
        -U UUID：掛載以UUID的方式指明設備
                mount -U UUID dir
        -B, –bind: 綁定目錄到另一個目錄上

        -o option選項：
                sync/async：同步（內存更改時，同時寫磁盤）/異步操作
                atime/noatime：文件或目錄被訪問的時候是否更改其時間戳
                diratime/nodirname：目錄被訪問的時候是否更改時間戳
                remount：重新掛載
                acl：支持使用facl功能
                ro：只讀
                rw：讀寫
                uto/noauto: 是否能夠被mount -a選項自動掛載
                dev/nodev：此設備上面是否允許創建設備文件
                exec/noexec：是否允許運行此設備上面的程序文件
                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面的suid生效
                default：rw nosuid exec auto nouser async reatime

        查看掛載情況:
                mount
                cat /etc/mtab
                cat /proc/mounts  (最全)

        查看正在訪問指定文件系統的進程：
                lsof MOUNT_POINT
                fuser -v MOUNT_POINT

        終止所有在正訪問指定的文件系統的進程：
                fuser -km MOUNT_POINT

        取消掛載：
                umount DEVICE
                umount MOUNT_POINT
                
            補充：centos7 添加misc 文件夾的方法

                            yum install autofs -y
                            systemctl start autofs