Linux磁盤管理

                         Linux磁盤管理

磁盤管理：

 本章內容

   磁盤結構

   分區類型

   管理分區

   管理文件系統

   掛在設備

   管理虛擬內存

 硬盤接口類型：

     并行：IDE、 SCSI

     串口：SATA、SAS、USB

     rpm：rotations per minute

 設備文件：

磁盤設備的設備文件命名：/dev/DEV_FILE

IDE：/dev/hdX 其中“X”可以為a、b、c、d等字母；

SCSI、SATA、SAS、USB：/dev/sdX 其中“X”可以為a、b、c、d等字母；

分區：

    表示分區時，以硬盤設備的文件名作為基礎，在后面添加該分區對應的數字序號即可；例如：第一個IDE硬盤中的第一個分區表示為“hda1”第二個表示為“hda2”，第二個SCSI硬盤中的第1個分區表示為“sdb1”第五個表示為“sdb5”。由于硬盤中的主分區數目只有4個，因此主分區和擴展分區的序號就限制在了“1~4”之間，而邏輯分區的序號將始終從5開始。

 硬盤存儲術語：

     head：磁頭；

     track：磁道；

     cylinder：柱面；

     secotr：扇區，512bytes

 使用分區空間：

設備識別

設備分區

重建文件系統

標記文件系統

在/etc/fstab文件中創建條目

掛在新的文件系統

 磁盤分區：

為什么要分區？

優化I/O性能

實現磁盤空間配額限制

提高修復速度

隔離系統和程序

安裝多個OS

分區：

兩種分區方式：MBR  GPT

MBR ：使用32位表示扇區數，分區不超過2T；

MBR扇區，512個字節，其中446個字節為“boot loader”64個字節為“分區表”2個字節為“55AA”其中分區表中表示為16個字節為一個分區；

4個主分區：3個主分區+1個擴展分區（N個邏輯分區）

GPT：使用64位表示扇區數，支持128個分區，分區支持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；GPT分區必須使用UEFI硬件支持才可以；

 管理分區：

blkid命令：

    列出所有塊設備；使用此命令也可以查看設備的UUID號；

 例：

  [root@centos7 Desktop]# blkid /dev/sda1

  /dev/sda1: UUID="fe32016e-a798-4b03-91a1-55adfd9a4355" TYPE="xfs"

  [root@centos7 Desktop]#  

創建分區使用：

  fdisk創建MBR分區，也支持GPT，對于一塊硬盤，最多只能管理15個分區；

  gdisk創建GPT分區，最多可以創建128個主分區；

  parted高級分區工具（創建、復制、調整大小等）

  partprobe命令：重新設置內存中的內核分區表，可以結合lsblk命令；

分區工具：

fdisk  /dev/sdb

gdisk  /dev/sdb

Command action

   a   toggle a bootable flag

   b   edit bsd disklabel

   c   toggle the dos compatibility flag

   d   delete a partition

   g   create a new empty GPT partition table

   G   create an IRIX (SGI) partition table

   l   list known partition types

   m   print this menu

   n   add a new partition

   o   create a new empty DOS partition table

   p   print the partition table

   q   quit without saving changes

   s   create a new empty Sun disklabel

   t   change a partition's system id

   u   change display/entry units

   v   verify the partition table

   w   write table to disk and exit

   x   extra functionality (experts only)  

查看當前系統分區表：

 查看內核是否已經識別新的分區：

 查看虛擬文件系統 /proc/partitions

 lsblk命令

 示例：

 [root@centos7 Desktop]# cat /proc/partitions

 [root@centos7 Desktop]# lsblk

同步分區表：

通知內核重新讀取硬盤分區表

contos6版本

新增分區：

partx  -a  -n M:N /dev/device

kpartx  -a  /dev/devcie  -f:force

刪除分區：

partx  -a  -n M:N  /dev/device

centos5、7版本

partprobe

文件系統的類型：

Linux文件系統：ext2、ext3、ext4、xfs、btrfs、jfs、swap

swap：交換分區

光盤：iso9660

Windows：fat32、ntfs

網絡文件系統：nfs，cifs

集群文件系統：gfs2，ocfs2

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

Linux的虛擬文件系統：vfs

查看當前系統支持的文件系統：

cat /proc/filesystems

 創建文件系統：

mkfs命令：

mkfs  -t 文件系統類型  分區設備

示例：

mkfs  -t ext4  /dev/sdb1 = mkfs.ext4  /dev/sdb1

創建ext文件系統

mke2fs：ext系列文件系統專用管理工具

   -t{ext2|ext3|ext4}

   -b{1024|2048|4096}

   -L “LABEL”

   -j：相當于 -t ext3

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

   -i#：為數據空間中每多少個字節創建一個inode，此大小不應該小于block的大?。?/span>

   -N#：為數據空間創建多少個inode

   -m#：默認5%，為管理員預留空間占總空間的百分比；

   -O：啟用指定特性

   -O：關閉指定特性

 文件系統標簽

blkid命令：塊設備屬性信息查看

blkid  [options]  [device]

        -U：根據指定的uuid來查看對應的設備名

        -L：根據指定的LABEL來查看對應的設備名

e2label：管理ext系列文件系統的LABEL

        e2label  DEVICE [LABEL]

        示例：

        [root@centos7 Desktop]# e2label /dev/sdb1 /dev/sdb1

        [root@centos7 Desktop]# tune2fs -l /dev/sdb1

        tune2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)

        Filesystem volume name:   /dev/sdb1

 findfs命令：查找分區

       findfs  [options] LABEL=<label>

       findfs  [options] UUID=<uuid>

       示例：

       [root@centos7 Desktop]# findfs LABEL=/dev/sdb1

       /dev/sdb1

       [root@centos7 Desktop]# findfs UUID=2bb4030e-68e8-4640-a3ac-62b98c029967

       /dev/sda3

       [root@centos7 Desktop]#

 tune2fs命令：重新設定ext系列文件系統可調參數的值；

            -l：查看指定文件系統超級塊信息；super block

            -L：‘LABEL’:修改卷標；

            -m#：修改預留給管理員的空間百分比；

            -j：將ext2升級為ext3

            -O：文件屬性啟用或禁用，-O ^has_joural（取消）

            -o：調整文件系統的默認掛載選項，-o ^acl（取消）

            -U：UUID：修改UUID號；

       dumpe2fs命令：

             -h：查看超級塊信息（分組信息），分區用分區管理；

 文件系統檢測和修復：

       常發生于死機或者非正常關機之后；

       掛載為文件系統標記為“dirty”；

       fsck：file system check 檢測修復文件系統

       fsck.FS_TYPE

       fsck  -t  FS_TYPE

       -a：自動修復錯誤；

       -r：交互式修復錯誤；

       -f：強行檢測修復分區；

       示例：

      [root@centos7 testdir]#fsck.ext4 -f /dev/sdb1

      e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)

      Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes

      Pass 2: Checking directory structure

      Pass 3: Checking directory connectivity

      Pass 4: Checking reference counts

      Pass 5: Checking group summary information

      /dev/sdb1: 11/655360 files (0.0% non-contiguous), 83134/2621440 blocks

      [root@centos7 testdir]#

e2fsck命令：ext系列文件專用的檢測修復工具

        -y：自動回答yes

        -f：強制修復

 mount掛載：

      掛載：將額外的文件系統與根文件系統某現存的目錄建立起關聯關系，進而使得此目錄作為其他文件訪問入口的行為；

      卸載：為分區解除與目錄的掛載關系；

      把設備關聯掛載點：

      mount  /DEVICE   /DIR

      卸載時，可以使用設備名或掛載點

      umount  /DEVICE

      umount  /DIR

注意：掛載點下原文件在掛載完成后被臨時隱藏

      掛載點的目錄一般為空

      mount：通過查看/etc/mtab文件顯示當前已掛載的所有設備；

 mount常用命令選項：

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

              -t：指明要掛載的設備上的文件系統類型；

              -r：只讀掛載；

              -w：讀寫掛載；

              -n：不更新/etc/mtab

              -a：自動掛載所有支持自動掛載的設備；

              -L：LABEL以卷標名掛載設備；

              -U：以uuid指定要掛載的設備；

              -B：–bind綁定目錄到另一個目錄上；

       -o options掛載文件系統的選項，多個選項使用逗號分隔

               async：異步模式；

                sync：同步模式；

               atime/noatime：包含目錄和文件；

               diratime/nodiratiome：目錄的訪問時間戳；

               auot/noauto：是否支持自定掛載 ，是否支持-a選項；

               exec/noexec：是否支持在此文件系統上使用設備文件；

               dev/nodev：是否支持在此文件系統上使用設備文件；

               suid/nosuid：是否支持suid和sgid權限；

               remount：重新掛載；

               ro：只讀；

               rw：讀寫；

               user/nouser：是否允許普通用戶掛載此設備，默認管理員才能掛載；

               acl：啟用此文件系統上的acl功能；

 mount的卸載命令：

            查看掛載情況：

             findmnt命令

            查看正在訪問指定文件系統的進程：

             lsof命令

             fuser命令

            終止所有正在訪問指定文件系統的進程：

             fuser  -km MOUNT_POINT

            卸載：

             umount

 文件掛載配置文件：

        /etc/fstab 配置文件中每行定義一個要掛載的文件系統；

          要掛載的設備或偽文件系統

          掛載點

          文件系統類型

          掛載選項

          轉儲頻率

          自檢次序

      掛載選項：defaults

      轉儲頻率：0：不做備份

                1：每天轉儲

                2：每個一天轉儲

      自檢次序：0：不自檢

                1：首先自檢，一般只有rootfs才用1

 swap處理交換文件和分區

       交換分區時系統RAM的補充

       基本設置包括：

           創建交換分區或者文件

           使用mkswap命令在指定的分區上創建交換文件系統；

           在/etc/fstab文件中添加適當的條目

           使用swapon -a激活交換空間

       掛載交換分區：

           啟用：swapon

                swapon [option] ……..[DEVICE]

                         -a：激活所有的交換分區

                         -p：指定優先級

                         /etc/fstab:pri=value

           禁用：swapoff  [DEVICE]

swap的優先級：

      用戶可以給某個swap指定一個0到32767的優先級

      如果用戶沒有指定，那么核心會自動給swap指定一個優先級，這個優先級從-1開始，每加入一個新的沒有用戶指定的優先級的swap，會給這個優先級減一。

     先添加的swap的缺省優先級比較高，除非用戶自己指定一個優先級，而用戶指定的優先級是正整數永遠高于核心缺省指定的優先級。

       示例：

       [root@centos7 testdir]#mkswap /dev/sdb6

       Setting up swapspace version 1, size = 2097148 KiB

       no label, UUID=18794626-9bfd-4af8-8f46-bad8fc3067db

       [root@centos7 testdir]#swapon /dev/sdb6

       [root@centos7 testdir]#cat /proc/swaps

       Filename    Type  Size Used Priority

       /dev/sda3                               partition 1023996 0 -1

       /dev/sdb2                               partition 2097148 0 100

       /dev/sdb6                               partition 2097148 0 -2

       [root@centos7 testdir]#swapoff /dev/sdb6

       [root@centos7 testdir]#swapon -p 200 /dev/sdb6

       [root@centos7 testdir]#cat /proc/swaps

       Filename    Type  Size Used Priority

       /dev/sda3                               partition 1023996 0 -1

       /dev/sdb2                               partition 2097148 0 100

       /dev/sdb6                               partition 2097148 0 200

       [root@centos7 testdir]#vim /etc/fstab

        /dev/sdb6       swap          swap    defaults,pri=200   0 0  

 使用光盤：

       eject命令卸載或彈出光盤；

       創建ISO文件

         cp  /dev/cdrom  /root/centos.iso

         mkisofs   -r  -o  /root/etc.iso   /etc/

        刻錄光盤：

          wodim  -v  -eject  centos.iso

 常見工具：

內存空間使用狀態：

     free [option]

           -m：以MB為單位

           -g：以GB為單位

 文件系統空間占用等信息的查看工具：

      df  [option] ….[FILE]

           -H：以M為單位顯示磁盤空間大?。?/span>

           -T：文件系統的類型；

           -h：human-readable 人類易讀格式顯示；

  查看某目錄總體空間占用狀態：

        du [option]  [DIR]

             -h：human-readable 人類易讀格式顯示；

             -a：統計磁盤占用時包括文件，而不僅僅時只統計目錄；

             -s：只統計目錄的總大?。?/span>

         示例：

         [root@centos7 testdir]#du -sh /etc

         31M /etc

         [root@centos7 testdir]#

 dd命令：

      dd命令：comvert  and copy afile

      用法：dd  if=/PATH/FROM/SRC of=/PATH/TO/DEST  bs=# count=#

      if=file 從所命名的文件讀取而不是從標準輸出

      of=file 寫到所命名的文件而不是到標準輸出；

      bs=size：指定塊大??；

      count=n：只拷貝n個記錄；

      skip=blocks ：從開頭忽略block個ibs大小的塊；

      seek=blocks ：從開頭忽略block個ibs大小的塊；

磁盤拷貝：

     dd if=/dev/sda of=/dev/sdb

備份MBR：

     dd if=/dev/sda  of=/tmp/mbr.bak  bs=512 count=1

測試硬盤的讀寫速度：

dd if=/dev/zero  of=/root/file1 bs=1024 count=1000000

通過上述命令輸出的執行時間，可以計算出測試硬盤的讀寫速度；

修復硬盤：

dd if=/dev/sda  of=/dev/sda

當硬盤較長時間（比如1年2年）放置未使用，磁盤上會產生消磁，當磁頭讀到這些區域時會遇到困難，并可能導致I/O錯誤，當這種情況影響到硬盤的第一個扇區時，可能導致硬盤報廢，上面的命令有可能使這些數據起死回生，且這個過程是安全、高效的。