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  • linux磁盘管理

    本篇主要记录了磁盘分区,格式化,挂载和一些常见的相关命令,方便自己查找学习,后期会不断完善更新
     
     

    一.  磁盘基本知识和分区

     

    1)设备类型如下

            块设备:block,存取单位“块”,例如磁盘设备
            字符设备:char,存取单位“字符”,例如键盘
     

    2)设备文件:关联至一个设备驱动程序,进而能够跟与之对应硬件设备进行通信,也就是可以进行数据的输入输出

     
                设备号码,用来在内核中进行标记,设备只有数据属性(元数据),没有数据内容
                    主设备号:major number, 标识设备类型
                    次设备号:minor number, 标识同一类型下的不同设备
                
                硬盘接口类型:
                    并行:数据传输由多根线完成,可能有电磁干扰
                        IDE:133MB/s
                        SCSI:640MB/s
     

    3) 分区管理工具:fdisk, parted, sfdisk

            fdisk:对于一块硬盘来讲,最多只能管理15分区;
     
            # fdisk -l [-u] [device...]
     
            # fdisk device--管理磁盘分区,例如fdisk /dev/sda 
                子命令:管理功能
                    p: print, 显示已有分区;
                    n: new, 创建
                    d: delete, 删除
                    w: write, 写入磁盘并退出
                    q: quit, 放弃更新并退出
                    m: 获取帮助
                    l: 列表所分区id
                    t: 调整分区id
     
            做完分区后,查看内核是否已经识别新的分区:
                # cat /proc/partations
     
            如果未识别,通知内核重新读取硬盘分区表:
                partx -a /dev/DEVICE,例如partx -a /dev/sda, 或者partx -a -n 4:6 /dev/sda(重新识别分区4-6)
                    -n M:N
     
                kpartx -a /dev/DEVICE
                    -f: force
     
                CentOS 5: 使用partprobe,centos6应该也兼容这个命令
                    partprobe [/dev/DEVICE]
     

     

    二. Linux文件系统管理:

     

    1)   Linux文件系统: ext2, ext3, ext4(centos6中比较常见), xfs, btrfs, reiserfs, jfs, swap

            swap: 交换分区
            光盘:iso9660
            Windows:fat32, ntfs
            Unix: FFS, UFS, JFS2
            网络文件系统:NFS, CIFS
            集群文件系统:GFS2(红帽的), OCFS2(oracle的)
            分布式文件系统:ceph, moosefs, mogilefs, GlusterFS, Lustre
            
           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
     
          文件系统的组成部分:
             内核中的模块:ext4, xfs, vfat
             用户空间的管理工具:mkfs.ext4, mkfs.xfs, mkfs.vfat
     
    Linux的虚拟文件系统:VFS------linux系统上可同时使用多种文件系统类型,最终都统一成VFS来进行管理,使用cat /proc/filesystems来查看系统支持的文件系统类型,lsmod能查看已装载的模块
     

     

    2)创建文件系统(格式化):

            mkfs命令:
                (1) # mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE, 例如 mkfs.ext4 /dev/sda5, 使用blkid /dev/sda5可以显示该分区的基本信息
                    ext4
                    xfs
                    btrfs
                    vfat
     
                (2) # mkfs -t FS_TYPE /dev/DEVICE, 和(1)等效
     
                -L 'LABEL': 设定卷标 ,例如 mkfs.ext4 -L MYDATA /dev/sda5
     
            mke2fs:ext系列文件系统专用管理工具
                -t {ext2|ext3|ext4}
                -b {1024|2048|4096}---默认是4096
                -L 'LABEL'
                -j: 相当于 -t ext3
                    mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3
                -i #: 为数据空间中每多少个字节创建一个inode(元数据);此大小不应该小于block的大小;
     
     
     
     

    3)       mkswap:创建交换分区

                mkswap [options] device
                    -L 'LABEL'
                前提:要格式化为swap分区,需要先调整其分区的ID为82,方法:使用fdisk 中的t选项;

     

    4)    其它常用工具:

              blkid:块设备属性信息查看

                blkid [OPTION]... [DEVICE]
                    -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
     

              e2label:管理ext系列文件系统的LABEL

                 # e2label DEVICE [LABEL]  ---后面的[LABEL]是为分区设定label,这样不用格式化就能改变label
                例如:原来dev/sda5的label为MYDATA,使用命令:e2label /dev/sda5 TEST 就可以把label改名,e2label /dev/sda5来查看label名。
     

              tune2fs:重新设定ext系列文件系统可调整参数的值

                -l:查看指定文件系统超级块信息;super block--存储整个分区中的整个结构划分,比如有多少个块组,每个组多少块,每个组有多少块被占用,多少块可用
                -L 'LABEL':修改卷标
                -m #:修预留给管理员的空间百分比
                -j: 将ext2升级为ext3
                -O: 文件系统属性启用或禁用,和上面的mke2fs中的-O选项用法一样,后面也要跟属性名来启用或者禁用,例如:                  
                      tune2fs -O has_journal /dev/sda5, 会把原先的ext2文件系统改为ext3, 
                      tune2fs -O ^has_journal /dev/sda5 禁用此属性
                -o: 调整文件系统的默认挂载选项,用法和上面一样,关于属性名可以man tune2fs来查看,例如
                      tune2fs -o ^acl /dev/sda5 #禁用默认挂载选项的acl功能
                -U UUID: 修改UUID号,UUID都是随机生成的,所以要修改的场景不多
     

              dumpe2fs: 

                -h:查看超级块信息
                dumpe2fs /dev/sda5 会详细的显示文件系统信息,或者说是布局信息,比如分组情况,块信息,inode位置等
     

    5) 文件系统检测(常用于异常关机导致文件系统出错的情况):

            fsck: File System Check

                fsck.FS_TYPE,例如/dev/sda5的文件类型是ext2,那么检测命令为: fsck.ext2 /dev/sda5
                或者fsck -t FS_TYPE
                    -a: 自动修复错误
                    -r: 交互式修复错误
                    Note: FS_TYPE一定要与分区上已知文件类型相同;
     

            e2fsck:ext系列文件专用的检测修复工具, 例如 e2fsck /dev/sda5

                -y:自动回答为yes;
                -f:强制修复,很耗资源,就是没坏也给你修修;
     
     

     

    三.  挂载命令

     
    将额外文件系统与根文件系统某现存的目录建立起关联关系,进而使得此目录做为其它文件访问入口的行为称之为挂载;
    根文件系统(rootfs):  /etc/, /bin, /sbin, /lib, /lib64, /proc(内核输出文件), /sys, /dev等, 这些目录文件所在的分区就是根文件系统,这些文件都不能单独分区。 
     
    注意:挂载点下原有文件在挂载完成后会被临时隐藏,卸载后可见,所以挂载最好用空目录;
     

    1)    挂载方法:mount DEVICE MOUNT_POINT

        

    mount:不加任何参数,(通过查看/etc/mtab文件)显示当前系统已挂载的所有设备

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

     

                device:指明要挂载的设备;几种方法如下

                    (1) 设备文件:例如/dev/sda5
                    (2) 卷标:-L 'LABEL', 例如 -L 'MYDATA'
                    (3) UUID, -U 'UUID':例如 -U '0c50523c-43f1-45e7-85c0-a126711d406e'
                    (4) 伪文件系统名称:proc, sysfs, devtmpfs, configfs
     

                dir:挂载点

                    事先存在;建议使用空目录;
                    进程正在使用中的设备无法被卸载,可以使用-f参数强制卸载;
                

                mount后直接跟的常用命令选项:

                    -t:vsftype,指定要挂载的设备上的文件系统类型,也可以不指定,mount会自动查看blkid中的系统类型
                    -r: readonly,只读挂载;
                    -w: read and write, 读写挂载;
                    -n: 不更新/etc/mtab,此文件作用是追踪所有文件系统的挂载和卸载;
                    -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,且挂载选项中有“自动挂载”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;
                    -B, --bind: 绑定目录到另一个目录上;
     
                    例如:mount -r -L 'MYDATA' /mydata #/dev/sda5的标签是MYDATA,这里只读,用标签来挂载
     
                    注意:查看内核追踪到的已挂载的所有设备:cat /proc/mounts
     

                   -o options:(挂载文件系统的附加选项)

                       async:异步模式,速度快,但是数据没及时保存在硬盘中;
                       sync:同步模式,性能差,但数据安全性高;
                       atime/noatime:包含目录和文件的访问时间戳,访问时间戳是储存在磁盘上,意味着每次更新都要写IO;
                       diratime/nodiratime:目录的访问时间戳
                       auto/noauto:是否支持自动挂载
                       exec/noexec:是否支持将文件系统上应用程序运行为进程,如果只是想复制文件,防止u盘使电脑中毒
                       dev/nodev:是否支持在此文件系统上使用设备文件;
                       suid/nosuid:
                       remount:重新挂载,如果电脑断电导致异常关机,文件系统会变成只读,此时需要重新挂载文件系统为 rw 才能正常工作。
                         可以用mount命令先查看一下有没出错的
                         例如:原先mount /dev/sda3 /mydata,不用卸载,直接mount -o remount,rw /dev/sda3 (/mydata)
                         如果是挂载原设备和原文件位置,那么挂载点和挂载文件只写一个就行
                       ro:
                       rw:
                       user/nouser:是否允许普通用户挂载此设备,一般是不允许
                       acl:启用此文件系统上的acl功能
     
                    注意:上述选项可多个同时使用,彼此使用逗号分隔;
                              默认挂载选项:defaults,相当于rw, suid, dev, exec, auto, nouser, and async
     

    2)卸载命令:

            # umount DEVICE
            # umount MOUNT_POINT
     
            查看正在访问指定文件系统的进程:
                # fuser -v MOUNT_POINT
            终止所有在正访问指定的文件系统的进程:(只有管理员能执行,此命令用于不能正常卸载挂载的情况)
                # fuser -km MOUNT_POINT
     

    3)挂载交换分区:

            启用:swapon (前提是创建挂载分区,例如mkswap /dev/sda6, 然后 swapon /dev/sda6)
                swapon [OPTION]... [DEVICE]
                    -a:激活所有的交换分区;---尽量不启动,性能差
                    -p PRIORITY:指定优先级;性能好的应该给的优先级高点
            禁用:swapoff [OPTION]... [DEVICE]
     
     
     
     
     

     四.    文件挂载的配置文件:/etc/fstab, 实现开机自动挂载文件系统

     
        每行定义一个要挂载的文件系统,各字段含义如下:
        要挂载的设备或伪文件系统     挂载点     文件系统类型      挂载选项     转储(就是备份)频率      自检次序
     
        (1)要挂载的设备或伪文件系统: 设备文件、LABEL(格式为LABEL="")、UUID(UUID="")、伪文件系统名称(proc, sysfs)
                   
        (2)挂载选项:defaults 等
                    
        (3)转储频率:
                    0:不做备份
                    1:每天转储
                    2:每隔一天转储
     
        (4)自检次序:
                    0:不自检---额外的文件系统一般不自检,也不备份,因为检查到错误,就会删除相应的其他数据来消除错误
                    1:首先自检;一般只有rootfs才用1;
                    2:
                    ...
                    9:
     
     
     
     

    五. 文件系统上的其它概念:

     

    1)  Inode: Index Node, 索引节点-----用来存储文件属性,比如大小,文件类型,文件数据block位置等元数据,但是不包括文件名

     
    理解inode,要从文件储存说起。
    文件储存在硬盘上,硬盘的最小存储单位叫做"扇区"(Sector)。每个扇区储存512字节(相当于0.5KB)。
    操作系统读取硬盘的时候,不会一个个扇区地读取,这样效率太低,而是一次性连续读取多个扇区,即一次性读取一个"块"(block)。这种由多个扇区组成的"块",是文件存取的最小单位。"块"的大小,最常见的是4KB,即连续八个 sector组成一个 block。
    文件数据都储存在"块"中,那么很显然,我们还必须找到一个地方储存文件的元信息,比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode,中文译名为"索引节点"。
     
    使用mke2fs可以设定inode
     
                -N #:为数据空间创建个多少个inode;
                -m #: 为管理人员预留的空间占据的百分比;
                -O FEATURE[,...]:启用指定特性
                    -O ^FEATURE:关闭指定特性
     
             例如:
             mke2fs -b1024 -m 3 -L MYDATA  /dev/sda5
        
     

    2)    链接文件:

            硬链接:

                不能够对目录进行;
                不能跨分区进行;
                指向同一个inode的多个不同路径;创建文件的硬链接即为为inode创建新的引用路径,因此会增加其引用计数;
     

            符号链接:相当于一个快捷方式

                可以对目录进行;
                可以跨分区;
                指向的是另一个文件的路径;其大小为指向的路径字符串的长度;不增加或减少目标文件inode的引用计数;
     
     
     
     
     

    六. 一些相关的常用命令

     

      1)  内存空间使用状态:

            free [OPTION]
                -m: 以MB为单位
                -g: 以GB为单位

     

       2) 文件系统空间占用等信息的查看工具:

            df:
                -h: human-readable
                -i:inodes instead of blocks
                -P: 以Posix兼容的格式输出; (有时候挂载点文件名太长的话,会以2行显示,使用-P就会强制一行显示)
     

       3) 查看某目录总体空间占用状态:

            du:
                du [OPTION]... DIR
                    -h: human-readable
                    -s: summary
                比如看一个文件夹多大   du -sh /usr
     
     
    命令总结:mount, umount, free, df, du, swapon, swapoff, fuser
     
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