?Linux基礎知識之磁盤及文件系統管理(一)

1.設備類型：

    塊設備(block)：隨機訪問，數據交換單位是"塊"

    字符設備(character)：線性訪問，數據交換的單位是"字符"

2.設備文件：FHS

    /dev

    設備文件：關聯至設備的驅動程序；設備的訪問入口

    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

        設備文件的文件名不是隨便定義的是由ICANN(互聯網名稱分配機制)

    磁盤的并口和串口：

        并口：同一線纜可以接多塊設備

            IDE：兩塊設備，主設備和從設備

            SCSI：寬帶：16-1個設備 窄帶：8-1個設備

        串口：同一設備上只可以接一個設備

            SATA，SAS

    磁盤命名：

        IDE：/dev/hd[a-z]

            一般就是四個 hda hdb hdc hdd 

        SCSI,SATA,USB,SAS：/dev/sd[a-z]

    引用設備的方式：

        設備文件名：

        卷標：

        UUID：

    分區：/dev/sda# (/dev/sda1,/dev/sda2,…)

    注意：CentOS6和CentOS7統一將硬盤的文件標識為/dev/sd[a-z]#

   磁盤分區：MBR和GPT

    MBR：Master Boot Record(主引導扇區) 512字節

        分為三部分：446bytes：bootloader，引導啟動操作系統的程序

              64bytes：FAT，文件系統分區表，每16字節標識一個分區，一共只能有四個分區

              2bytes：說明當前MBR區域的有效性標記 55AA代表為有效

        若當前系統有剩余的空間未被文件系統的分區表所標識，這些剩余的空間將無法使用。

    GPT：GPT是一種新型磁盤模式，與我們常用的MBR磁盤相比更穩定，自糾錯能力更強，

        一塊磁盤上主分區數量不受（4個的）限制，支持大于2T的總容量及大于2T的分區

        （幾乎沒有上限，最大支持到128個分區，分區大小支持到256TB

        主分區和擴展分區的標識：1-4 邏輯分區：5+：無論主分區和擴展分區的數量是4個，但是邏輯分區的編號都是從5開始的。

3.mknod命令：

    make block or character special files：創建字符或塊的特殊文件

    mknod [OPTION]… NAME TYPE [MAJOR MINOR]

    -m MODE：創建后的設備文件的訪問權限

    mknod testv b 1 5 (創建一個名為testv的塊設備，主設備號為1，次設備號為5)

4.fdisk命令:用于管理磁盤分區表

    (1)查看磁盤的分區列表

        fdisk -l：列出制定磁盤設備上的分區情況

        fdisk -l /dev/sd[a-z]：查看/dev/sd[a-z]的磁盤分區表

            CentOS6標識的是從哪個柱面開始到哪個柱面結束

            CentOS7標識的是從哪個扇區開始到哪個扇區結束

        Linux正常的分區Id用83來表示，擴展分區Id用5來表示，交換分區Id用82表示

    (2)管理分區

        ①lsblk：列出塊設備；

        ②partprobe：重新設置內存中的內核分區表版本

        ③fdisk /dev/sd[a-z](device)  

        fdisk提供了一個交互式接口來管理分區，它有許多自命令，分別用于不同的管理功能；

        所有的操作均在內存中完成，沒有直接同步到磁盤；只有當使用w保存時，才會同步到磁盤上；

            m：獲取fdisk的幫助信息

            n：添加一個新的分區

            w：保存退出

            d：刪除一個分區

            t：表示更改一個分區Id號

            l：列出系統上所有的分區類型(已知Id)

            q：不保存并退出

            p：列出系統上已有的分區列表

        ④parted命令：parted的操作都是實時生效的，請小心使用

        parted [options] [device [command [options…]…]]

        parted /dev/DEVICE mklabel gpt|msdos (將磁盤類型改變為GPT|MBR)

        parted /dev/DEVICE print (列出目前本機的分區表資料)

        parted /dev/DEVICE mkpart {primary|logical|extended} [ext3|ext4|xfs|..] 開始 結束

                parted /dev/DEVICE mkpart primary 1 200(默認M)(設置/dev/DEVICE為主分區且分區大小為200M)

                parted /dev/DEVICE mkpart logical ext4 19.2GB 19.7GB

        parted /dev/DEVICE rm 1 將剛才新建的1號磁盤分區刪除

        parted -l 顯示系統上面所有的磁盤分區

    (3)新建分區

        a.fdisk /dev/sda：管理/dev/sda分區，以/dev/sda為例

        b.使用p命令去查看當前系統上面已有的分區列表

        c.n新建一個分區，當系統上主系統分區和擴展系統分區的和等于4時，即三主一從時，使用n命令會自動創建分區為擴展分區；當主分區和擴展分區的數量小于4時，則需指定為創建主分區或擴展分區(當系統分區中只有小于等于三個主分區并且擴展分區不存在的時候，需要創建擴展分區)，之后再去按照說明利用n去創建新的磁盤分區

        d.n鍵創建完之后會顯示添加的邏輯分區(主分區)的分區號，然后回車

        e.顯示默認的扇區號(CentOS7系列顯示的是扇區號，CentOS6系列顯示的是柱面號)

        f.使用+#{K,M,G}選擇要添加的分區的大小(KMG)

        g.使用p命令去查看系統上的分區(現在對于磁盤來說還沒有被修改，只有使用w退出之后，才能被修改)

        h.確定沒有錯誤了 w保存退出，但是現在的磁盤并沒有被內核Kernel所識別

        注意：在已經分區并且已經掛載其中某個分區的磁盤設備上創建的新分區，內核可能在創建完成后無法直接識別；

        使用cat /proc/partitions查看系統上面內核所識別到的磁盤分區，需要通知內核強制重讀磁盤分區表paetx -a [device](CentOS6為例)

        使用cat /proc/partitions確保內核已經讀取到了所有的新創建的磁盤分區才算成功

    (4)創建文件系統：(元數據和數據)

        格式化：低級格式化和高級格式化

            低級格式化：分區之前，是出廠時由硬件制造廠商開始的，主要為了劃分磁道

            高級格式化：分區之后，對于分區進行格式化，創建文件系統

        文件系統分為 元數據區和數據區

            元數據區：

                文件元數據：inode (index node)

                    主要放文件屬性信息，大小、權限、屬主屬組、時間戳、數據塊指針等，但不包含文件名，文件名存放于目錄

                符號鏈接文件：存儲數據指針的空間當中存儲的是真實文件的訪問路徑；

                設備文件：存儲數據指針的空間存儲的是設備號(major,minor)

            bitmap index：位圖索引

                磁盤塊位圖索引：

                    在元數據區預留出一部分小空間，存儲磁盤塊的有無存儲，1表示已使用，0表示空閑狀態

                inode位圖索引：

                    在元數據區預留出一部分小空間，元數據區inode的有無存儲，1表示已使用，0表示空閑狀態

            數據區：

                需要預留出一部分供管理員進行對于磁盤文件的操作(當磁盤已滿或者磁盤出現什么問題)

            超級塊：定義了系統上面有多少塊組，每個塊組從哪個磁盤塊到哪個磁盤塊的編號

5.cat /proc/partitions 查看系統上面內核識別到的磁盤分區

    通知內核強制重讀磁盤分區表：

        CentOS5 7：

            partprobe [device]

        CentOS6：partx kpartx

            partx -a [device]:有時需要使用命令行#遍，才能確保讀取磁盤成功。

            kpartx -af [device]

    分區創建工具：

        parted sfdisk

6.文件系統：

    VFS：Virtual File System

        Linux的文件系統：ext2,ext3(CentOS5),ext4(CentOS6),xfs,btrfs(CentOS7),reisefs(反刪除內容強)

        光盤：iso9660

        網絡文件系統：nfs,cifs

        集群文件系統：gfs2,.ocfs2

        內核級分布式文件系統：ceph

        windows的文件系統：vfat,ntfs

        偽文件系統：proc,sysfs,tmpfs,hugepagefs

        Unix文件系統：UFS,FFS,JFS

        交換文件系統：swap

        用戶空間的分布式文件系統：mogilefs,moosefs,glusterfs

        RAW：未經處理或者未格式化產生的文件系統

    根據其是否支持"journal"功能分類：

        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

    注意：xfs是企業級64位存儲工具，文件大小沒有上限值

        CentOS5.x默認的是ext3文件系統，CentOS6.x默認使用的ext4文件系統，CentOS7.x默認使用的是xfs文件系統

        CentOS6.x上面默認是沒有預裝xfs文件系統，使用xfs系統時，需要使用yum源安裝xfsprogs，之后才能使用xfs文件系統，

7.鏈接文件：訪問同一個文件的不同路徑；

    硬鏈接：指向同一個inode的多個文件路徑

        特性：

        (1)目錄不支持硬鏈接；為了避免循環連接；

        (2)硬鏈接不能跨文件系統；

        (3)創建硬鏈接會增加inode引用計數

    符號鏈接：指向一個文件路徑的另一文件路徑

        特性：

        (1)符號鏈接與文件是兩個各自獨立的文件，各自自己的inode；對原文件創建符號鏈接不會增加引用計數；

        (2)支持對目錄創建符號鏈接，可以跨文件系統；

        (3)刪除符號鏈接文件不會影響原文件，但是刪除原文件，符號指定的路徑不存在，此時會變成無效鏈接；

8.內核級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：由用戶控件的應用程序提供