概述
设备类型
块设备：block，存取单位“块”，磁盘
字符设备：char，存取单位“字符”，键盘
设备文件：关联至一个设备驱动程序，进而能够与之对应硬件设备进行通信
设备号码：
主设备号，次设备号
brw-rw----. 1 root disk 8, 0 Mar 12 16:37 /dev/sda
crw-rw-rw-. 1 root root 1, 5 Mar 12 16:37 /dev/zero 这个设备里面存放的都是0
硬盘存储术语：
head：磁头
track：磁道
cylinder：柱面
sector：扇区，512bytes
磁盘的使用
1.分区
两种分区方式：MBR，GPT
如何分区：按柱面，按扇区
0磁道0扇区：512bytes
446bytes：boot loader
64bytes：分区表
16bytes：标识一个分区
2bytes：55AA 标记位
MBR：4个主分区：3主分区+1扩展（N个逻辑分区）
hexdump -C /dev/sdb -n 512 查看/dev/sdb的前512字节
列出块设备
lsblk
创建分区使用：
fdisk 创建MBR分区
fdisk /dev/sdb 管理分区
子命令：
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)
gdisk 创建GPT分区
parted 高级分区操作
parted的操作都是实时生效的，小心使用
parted /dev/sdb mklabel gpt|msdos 标识要创建的分区是MBR还是GPT
parted /dev/sdb print 输出分区信息
parted /dev/sdb mkpart primary 1 1200 （默认M） 创建分区
parted /dev/sdb rm 1 删除分区
parted -l 列出分区信息
内存与磁盘的分区表做同步：
6：增加分区partx -a /dev/sdb 删除分区 partx -d --nr 6-8 /dev/sdb
7：partprobe /dev/sdb partprobe——重新设置内存中的内核分区表版本，同步分区表
2.创建文件系统；格式化
cache与buffer的区别：
cache：从磁盘中读出数据到cache中，偏向读操作
buffer：从内存中修改的数据，先放入到buffer中，待系统空闲后再写入到磁盘中，偏向于写操作
查看当前操作系统支持的文件系统
/lib/modules/`uname -r`/kernel/fs
df -T 必须是已经挂载的文件系统
文件系统的分类
根据其是否支持“journal”功能
日志型文件系统：ext3，ext4，xfs，......
非日志型文件系统：ext2，vfat
创建文件系统的工具：
mkfs命令
mkfs.FS_TYPE /dev/device
mkfs -t FS_TYPE /dev/device
-L 'LABEL':设定卷标
-b {1024|2048|4096} 指定块大小
blkid 块设备属性信息查看 只有做好文件系统的分区才能标识到
查看文件系统类型：blkid /dev/sda1 不加参数是查看所有的磁盘
-U UUID：根据指定的UUID来查找对应的设备
-L LABEL：根据指定的LABEL来查找对应的设备
tune2fs：重新设定ext系列文件系统可调整参数的值
修改卷标：tune2fs -L '/dev/sdb2' /dev/sdb2
文件系统的检测和修复（确保文件系统处于umount状态，一定不要再挂载状态下修复）
fsck /dev/device
3.挂载：分配目录名
dd if=/dev/zero of=/data/f1 bs=1M count=20 做一个20M的文件f1
挂载：将额外文件系统与根文件系统现存的目录建立起关联关系，进而使得此目录作为其他文件访问入口的行为
注意：
1.一个挂载点同一时间只能挂载一个设备
2.一个设备可以挂在多个挂载点上
3.挂载点下原有文件在挂载成新的设备后会被临时隐藏，建议把设备挂载到空目录
卸载：为解除此关联关系的过程
umount 设备名/挂载点
mount命令
挂载方法：mount device mount_point
mount：通过查看/etc/mtab文件显示当前已挂载的所有设备
常用选项：
-r：readonly，只读挂载
-w：read and write，读写挂载
-o option：（挂载文件系统的选项），多个选项用逗号分隔
remount：重新挂载
ro：只读
rw：读写
acl：启用此文件系统上的acl功能
suid/nosuid：是否支持suid和sgid权限
exec/noexec：是否支持将文件系统上运行应用程序
auto/noauto：是否支持自动挂载，是否支持-a选项
user/nouser：是否允许普通用户挂载此设备，/etc/fstab使用
async/sync：异步模式/同步模式，内存更改时，同时写磁盘
defaluts：相当于rw，suid，dev，exec，auto，nouser，async
-a：自动挂载所有支持自动挂载的设备（定义在了/etc/fstab文件中，且挂载选项中又auto功能）
-L ‘LABEL’：以卷标指定挂载设备
-U ‘UUID’：以UUID指定要挂载的设备
查看内核追踪到的已挂载的所有设备
cat /proc/mounts
三种挂载形式：
分区：mount /dev/sdb2 /data/sdb2
文件夹：mount -B/--bind 绑定目录到另一个目录上
设置永久挂载
/boot /mnt/boot none bind 0 0
文件：mount -o loop /root/p1 /mnt
设置永久挂载
/root/p1 /mnt/p1 ext4 loop 0 0
设置永久挂载：
/etc/fstab中的内容含义
设备标识（可以是设备名、LABEL、UUID） 挂载点 文件系统类型 挂载选项 备份 检查次序
UUID=591d5eac-4f08-43f6-8c5e-9c82382863d8 /boot xfs defaults 1 2
使用mount -a命令挂载/etc/fstab中的所有文件系统
修改/etc/fstab后，需要重新挂载，再使用mount -a
mount -o remount /dev/sdb1 /data/sdb1
mount -a
/etc/fstab中的UUID如果写错的话，重启机器会导致不能启动
mount -o rw，remount /
vi /etc/fstab 改成0 0，所以这个最好写成0 0
reboot
swap交换分区
free -m 以MB为单位显示内存
内存不够时，会使用swap交换分区
创建swap分区
1 fdisk /dev/sdb dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=1024 使用文件当swap分区
修改分区类型82swap
/dev/sdb1
2 mkswap /dev/sdb1 -L swap_sdb1
3 vim /etc/fstab
UUID=xxx swap swap defaults，pri=100 0 0 swap分区有优先级，先使用优先级大的
/swapfile swap swap defaults 0 0
4 swapon -a
5 swapon -s 查看生效
6 swapoff /dev/sdb1 禁用swap分区
外围设备的使用
使用光盘
创建ISO文件
cp /dev/cdrom /root/iso
mkisofs -r -o /root/etc.iso /etc 把etc下所有的文件做成镜像etc.iso
使用USB介质
查看USB设备是否识别：
lsusb
手动挂载：
mount /dev/sdf /mnt
常用工具：
文件系统空间占用等信息的查看工具
df [OPTION]... [FILE]...
-h：human-readable
-T:文件系统类型
查看某目录总体空间占用状态
du [OPTION]... [DIR]
-h:human-readable
-s:summary
--max-depth #:指定目录深度
工具dd：convert and copy a file
用法：
dd if=/PATH/FROM/SRC of=/PATH/TO/DEST
bs=#:block size,复制单元大小（既是ibs也是obs）
count=#：复制多少bs
if=file 从所命名文件读取而不是从标准输入
of=file 写到所命名的文件而不是标准输出
bs=size 指定块大小
count=n 只拷贝n个记录
ibs=size 一次读size个byte
obs=size 一次写size个byte
skip=blocks 从开头忽略blocks个ibs大小的块
seek=blocks 从开头忽略blocks个obs大小的块
conv=conversion，...
转换参数：
notrunc 不截断输出文件
dd使用范例
备份MBR：
dd if=/dev/sda of=/tmp/mbr.bak bs=512 count=1
破坏MBR中的64bytes分区表信息：
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=64 count=1 seek=446
有一个大小是2K的二进制文件fileA，现在想从第64个字节位置开始读取，需要读取的大小是128bytes.
又有fileB，想把上面读取到的128bytes写到第32个字节开始的位置，替换128bytes：
dd if=fileA of=fileB bs=1 count=128 skip=63 seek=31 conv=notrunc
将本地的/dev/sdx整盘备份到/dev/sdy：
dd if=/dev/sdx of=/dev/sdy
将/dev/sdx全盘数据备份到指定路径的image文件
dd if=/dev/sdx of=/path/to/image
RAID管理 多个磁盘合成一个“阵列”来提供更好的性能、冗余，或者两者都提供
RAID：Redundant Arrays of Inexpensive(Independent) Disks
提高IO能力
磁盘并行读写
提高耐用性
磁盘冗余来实现
级别：多块硬盘组织在一起的工作方式有所不同
RAID实现的方式：
外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力
内接式RAID：主板集成RAID控制器
安装OS前再BIOS里配置
软件RAID：通过OS实现
常用RAID级别
RAID-0
最少磁盘数：2，2+
读，写性能提升
无容错能力
可用空间：N*min（D1，D2,...）
RAID-5
最少磁盘数：3，3+
读写性能提升
有容错能力：允许最多一块磁盘损坏
可用空间：（N-1）*min（D1,D2,...）
RAID-1
最少磁盘数：2，2+
读性能提升、写性能略有下降
有冗余能力
可用空间：1*min（D1,D2,...）
RAID-01（先做RAID0，再做RAID1）
RAID-10（先做RAID1，再做RAID0）
创建软RAID（以RAID5为例）：
RAID设备名可命名为/dev/md#（md：multi device）
mdadm命令：
-C：创建模式
-n #：使用#个块设备来创建此RAID
-l #：指明要创建的RAID的级别
-a {yes|no}：自动创建目标RAID设备的设备文件
-c CHUNK_SIZE:指明块大小，单位k
-x #：指明空闲盘的个数
mdadm -C /dev/md0 -a yes -l5 -c 32 -n3 -x1 /dev/sd{b,c,d,e}
-D：显示RAID的详细信息
mdadm -D /dev/md#
管理模式：
-f：标记指定磁盘为损坏
-a：添加磁盘
-r：移除磁盘
创建RAID5
1.准备4块磁盘，大小一致
dd if=/dev/sdb of=/dev/sdc bs=1 count=66 skip=446 seek=446
partprobe /dev/sdc
2.mdadm -C /dev/md0 -a yes -l5 -c 32 -n3 -x1 /dev/sd{b,c,d,e}
3.mkfs.ext4 /dev/md0
4.vim /etc/fstab
5.mdadm -Ds /dev/md0 > /etc/mdasm.conf
6.mdadm -S /dev/md0 停止
7.mdadm -A /dev/md0 激活
8.mdadm /dev/md0 -f /dev/sde 模拟损坏
9.mdadm /dev/md0 -r /dev/sde 删除
10.mdadm /dev/md0 -a /dev/sde 增加
LVM（逻辑卷管理器）管理
允许对卷进行方便操作的抽象层，包括重新设定文件系统的大小
允许多个物理设备间重新组织文件系统
将设备指定为物理卷
用一个或者多个物理卷来创建一个卷组
物理卷是用固定大小的物理区域（physical extent，PE）来定义的
在物理卷上创建的逻辑卷是由物理区域（PE）组成 ，卷组由PE组成
可以在逻辑卷上创建文件系统
设备名：/dev/dm-#
软连接：
/dev/VG_NAME/LV_NAME
/dev/mapper/VG_NAME-LV_NAME
echo ‘- - -’ > /sys/class/scsi_host/host2/scan 扫描新加进来的硬盘
新加的lv没有文件系统，要同步一下：resize2fs /dev/vg0/lv0
pv管理工具
显示pv信息：pvs/pvdisplay
创建pv：pvcreate /dev/DEVICE
vg管理工具
显示卷组：vgs/vgdisplay
创建vg：vgcreate -s 16M VG_NAME PhysicalDivecePath PhysicalDivecePath ...
管理vg：
vgextend VG_NAME PhysicalDivecePath ...
vgreduce VG_NAME PhysicalDivecePath...
删除卷组
先做pvmove，再做vgremove
-s：指定PE大小
lv管理工具
-L：指定lv大小
-n：指定lv名字
显示逻辑卷：lvs/lvdisplay
创建逻辑卷：
lvcreate -L #[m,g,t] -n NAME VG_NAME
删除逻辑卷：
lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME
重设文件系统大小：
resize2fs device
LVM实验：
创建：
pvcreate /dev/sdb1
pvcreate /dev/sdb2
vgcreate -s 4M vg0 /dev/sdb1 /dev/sdb2
lvcreate -L 2G -n lv0 vg0
mkfs.ext4 /dev/vg0/lv0
mount /dev/vg0/lv0 /mnt
扩展：
lvextend -L +2G /dev/vg0/lv0
resize2fs /dev/vg0/lv0
或者直接加-r选项直接同步 lvextend -r -L +2G /dev/vg0/lv0
缩减;
umount /mnt
fsck -f /dev/vg0/lv0
resize2fs /dev/vg0/lv0 1G
lvreduce -L 1G /dev/vg0/lv0
mount /dev/vg0/lv0 /mnt/
删除VG中的PV：
pvmove /dev/sdb1
vgreduce vg0 /dev/sdb1
pvremove /dev/sdb1
跨主机迁移卷组：
源计算机上
1 在旧系统中，umount所有卷组上的逻辑卷
2 vgchange -a n vg0
lvdisplay
3 vgexport vg0
pvscan
vgdisplay
拆下旧硬盘
在目标计算机上
4 在新系统中安装旧硬盘，并vgimport vg0
5 vgchange -ay vg0
6 mount所有卷组上的逻辑卷
相关命令：
hexdump
lsblk
fdisk
gdisk
parted
partx
partprobe
mkfs.FS_TYPE
blkid
tune2fs
fsck
dd
mount/umount
free
mkswap
swapon
swapoff
df
du
练习：
1.迁移/home到新分区上
1 备份/home/*
2 fdisk
3 mkfs.ext4 /dev/sdb1 -L /home
4 mkdir /mnt/home
mount /dev/sdb1 /mnt/home
5 init 1 单用户模式，网络会断
6 cp -av /home/* /mnt/home
7 rm -rf /home/*
8 vim /etc/fstab
UUID=xxx /home ext4 defaults 0 0
9 mount -a
10 umount /mnt/home
rm -rf /mnt/home
11 init 5
2.创建一个2G的文件系统，块大小为2048byte，预留1%可用空间，文件系统ext4，卷标TEST
要求此分区开机后自动挂载只/test目录，且默认有acl挂载选项
3.写一个脚本，完成如下功能：
1 列出当前系统识别到的所有磁盘设备
2 如磁盘数量为1，则显示其空间使用信息；否则，则显示最后一个磁盘上的空间使用信息
4.将centos6的两个iso文件合并成一个everything.iso文件，并将其配置成yum源
5.创建由三块硬盘组成的可用空间为2G的RAID5设备，要求其chunk大小为256k，文件系统为ext4，开机可自动挂载至/mydata目录