LINUX磁盤及文件系統管理

• cpu，Memory（RAM），I/O

• I/O：Disks，Entercard

   Disks：持久存儲數據

      接口類型：

       IDE(ata)：并口，133MB/s

       SCSI：并口，Ultrascsl320，320MB/S，UltraSCSI640，640MB/S

       STAT：串口，6gbps

       SAS：串口，6gbps

       USB：串口，480MB/s

    硬盤：機械硬盤，固態硬盤。

      機械硬盤：

        track：磁道

        sector：扇區，512bytes

        cylinder：柱面

           分區劃分基于柱面

        平均尋道時間：

          5400rpm，7200rpm，10000rpm，15000rpm

• linux的哲學思想：一切皆文件

設備類型：

    塊(block)：隨機訪問，數據交換單位是“塊”；

    字符(character):線性訪問，數據交換單位是“字符”；

    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；用于表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的設備；是特定設備的訪問入口；

  mknod命令：make block or characterspecial files創建設備文件

  mknod[OPTION]…NAME TYPE [MAJOR MINOR]

            -m MODE:創建后的設備文件的訪問權限；

設備文件名：ICANN

磁盤：

    IDE：/dev/hd[a-z]

        例如：/dev/hda，/dev/hdb

    SCSI,STAT,USB,SAS:/devsd[a-z]

    分區：

    /dev/sda#:(如/dev/sda1,/dev/sda2)

    注意：CentOS 6和7統統將硬盤設備文件標識為/dev/sd[a-z]#

    引用設備的方式：

        設備文件名

        卷標

        UUID

磁盤分區：MBR,GPT

    MBR：0 sector（Master Boot Record）主引導記錄

        分為三部分：

        446bytes：bootloader，程序，引導啟動操作系統的程序；

        64bytes：分區表，每16bytes標識一個分區，一共只能有四個分區；

            4分區

            3主1擴展：

                n邏輯分區

        2bytes：MBR區域的有效性標識；55AA為有效；

    主分區和擴展分區的標識：1-4

    邏輯分區：5+

• fdisk命令：

    1、查看磁盤的分區信息：

        fdisk -l[-u][device…]：列出指定磁盤設備上的分區情況

    2、管理分區

        fdisk device

        fdisk提供了一個交互式接口來管理分區，他有許多子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；直到使用w命令保存到磁盤上；

            常用命令：

        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:保存并退出

        q:不保存退出

        m:查看幫助信息

        p:顯示現有分區信息

            注意:在已有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，內核可能創建完成后無法直接識別；

        查看：cat /proc/partitions

        通知內核強制重讀磁盤分區表：

        CentOS 5：partprobe[device]

        CentOS 6/7：partx，kpartx

          partx -a[device]

         kpartx -af[device]

        分區創建工具：parted，sfdisk；

• 創建文件系統：

    格式化：低級格式化(分區之前進行，劃分磁道)、高級格式化(分區之后對分區進行，創建文件系統)

        元數據區：

            文件元數據：inode(index node)

                大小，權限、屬主屬組、時間戳、數據塊指針

            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當中存儲的是設備號(major，minor)；

        bitmap index：位圖索引

    VFS：Virtual File System

        Linux的文件系統：ext2，ext3，ext4，xfs，relserfs，btrfs

        光盤：iso9660

        網絡文件系統：nfs，cifs

        集群文件系統：gfs2，ocfs2

        內核及分布式文件系統：ceph

        windows的文件系統：vfat，ntfs

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

        Unix的文件系統：UFS，FFS,JFS

        交換文件系統關凱

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

• 文件系統管理工具：

        創建文件系統

            mkfs

                mkfs.ext2，mkfs.ext3，mkfs.ext4，mkfs.xfs，mkfs.vfat…

        檢測及修復文件系統工具

            fsck

                fsck.ext2，fsck.ext3，…

        查看其屬性的工具

            dumpe2fs，tune2fs

        調整文件系統特性：

            tune2fs

• ext系列文件系統的管理工具：

        mkfs.ext2，mkfs.ext3，mkfs.ext4

        mkfs -t ext2 = mkfs.ext2

        ext系列文件系統管理工具:mke2fs

            mke2fs[OPTION] device

                -t{ext2|ext3|ext4}：指明要創建的文件系統類型

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

                -b{1024|2048|4096}：指明文件系統block大小；

                -L LABEL：指明卷標；

                -j：創建有日志功能的文件系統ext3；

                    mke2fs -j = mak2fs -t ext3 = mkfs -t ext3 =mkfs.ext3

                -i#:bytes-per-inode,指明inode與字節的比率；即每多少個字節創建1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；

• 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系列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[OPTIONS]device

            -l：查看超級快的內容；

            修改指定文件系統的屬性：

            -j：ext2 –>ext3；

            -L LABEL：修改卷標；

            -m #:調整預留空間百分比；

            -O[^]FEATURE：開啟或關閉某種特性；

            -o[^]mount_options：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

    用于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定稿操作非正常終止時，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；

        ext系列文件系統的專用工具：

            e2fsck：check a Linux ext2/ext3/ext4/ file systems

                -y：對所有問題自動回答為yes；

                -f：及時文件系統處于clean狀態，也要強制進行檢測；

            fsck：check and repalr a Linux file system

                -t fstype：指明文件系統類型；

                -a：無需交互而自動修復所有錯誤；

                -r：交互式修復；

    CentOS 6如何使用xfs文件系統：

        #yum -y install xfsprogs

•   blkid命令：

        blkid device

        blkid -L LABEL:根據LABEL定位設備

        blkid -U UUID：根據UUID定位設備

• swap文件系統：

        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

    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同事支持的文件系統：fat32（vfat）；

    文件系統的使用：

        首先要“掛載”：mount命令和umount命令

        根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”至根文件系統上的摸一個目錄來實現，此關聯操作即為“掛載“；此目錄即為”掛載點“；

            掛載點：mount_point，用于作為另一個文件系統的訪問入口；

                (1)事先存在；

                (2)應該使用未被其他進程使用的目錄；

                (3)掛載點下原有的文件將會被隱藏；

• mount命令：mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir

            命令選項：

                -r：readonly，只讀掛載；

                -w：read and write，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文件中；-n禁用

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

                -L LABEL：掛載以卷標的方式指明設備；mount -L LABEL dir

                -U UUID：掛載時以UUID的方式指明設備；mount -U UUID dir

            -o options：掛載選項

                sync/async：同步/異步操作；

                atime/noatime：文件或目錄再被訪問時是否更新其訪問時間戳；

                diratime/nodiratime：目錄再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

                re：只寫

                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：

                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；

                defaults：Use default options：rw，suid，dev，exec，auto，nouser， async，and relatime。

    一個使用技巧：可以實現將目錄綁定至另一個目錄上，作為其臨時訪問入口；

        mount –bind 源目錄 目標目錄

    查看當前系統所有以掛載的設備：

        # mount

        # cat /etc/mtab

        # cat /proc/mounts

    掛載光盤

        mount -r /dev/cdrom mount_point

        光盤設備文件：/dev/cdrom，/dev/dvd

    掛載U盤：

        事先識別U盤的設備文件；

    掛載本地的回環設備：

        #mount -o loop /PATH/TO/SOME_LOOP_FILE MOUNT_POINT

• umount命令：umount device|dir

    注意：正在被進程訪問到的掛載點無法被卸載；

        查看被那個或哪些進程所占用；

            #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

• 交換分區的啟用和禁用：

        創建交換分區的命令：mkswap

        啟用：swapon

            swapon[OPYION][DEVICE]

                -a：定義在/etc/fstab文件中的所有swap設備；

        禁用：swapoff

            swapoff DEVICE

    設定除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

每行定義一個要掛載的文件系統及相關屬性：

        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，tmpfs等

            (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；

                defaults，acl，noatime，noexec

            (5)轉儲頻率

                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：可自動掛載定義再次文件中的所支持自動掛載的設備；

• 兩個命令：df和du

        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

        do命令：

            do[OPTION]…[FILE]…

                -s：sumary

                -h：human-readable