Linux 磁盘使用及文件管理系统

Linux磁盘使用及文件系统管理基本概念

CPU， Memory(RAM), I/O

I/O: Disks（磁盘）, Ehtercard（以太网）

Disks: 持久存储数据

接口类型：

IDE(ata)：并口，133MB/s
SCSI：并口，Ultrascsi320, 320MB/S, UltraSCSI640, 640MB/S
SATA：串口，6gbps
SAS：串口，6gbps
USB：串口，480MB/s

并口：同一线缆可以接多块设备

IDE：两个，主，从

SCSI：

宽带：16-1

窄带：8-1

串口：同一线缆只可以接一个设备；

iops：io per second

硬盘：机械硬盘，固态硬盘；

机械硬盘：

track：磁道
sector：扇区，512bytes
cylinder：柱面

分区划分基于柱面：

平均寻道时间：

5400rpm, 7200rpm, 10000rpm, 15000rpm

Linux的哲学思想：一切皆文件

设备类型：

块(block)：随机访问，数据交换单位是“块”；
字符(character)：线性访问，数据交换单位是“字符”；

设备文件：FHS

/dev

设备文件：关联至设备的驱动程序；设备的访问入口；

设备号：

major：主设备号，区分设备类型；用于标明设备所需要的驱动程序；
minor：次设备号，区分同种类型下的不同的设备；是特定设备的访问入口；

mknod命令：

make block or character special files

mknod [OPTION]... NAME TYPE [MAJOR MINOR]
-m MODE：创建后的设备文件的访问权限；

设备文件名：ICANN

磁盘：

IDE： /dev/hd[a-z]

例如：/dev/hda, /dev/hdb

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

分区：

/dev/sda#：
/dev/sda1, ...

注意：CentOS 6和7统统将硬盘设备文件标识为/dev/sd[a-z]#

引用设备的方式：

设备文件名
卷标
UUID

磁盘分区：MBR， GPT

MBR：0 sector

Master Boot Record

分为三部分：

446bytes：bootloader, 程序，引导启动操作系统的程序；

64bytes：分区表，每16bytes标识一个分区，一共只能有4个分区；

4主分区
3主1扩展：
n逻辑分区

2bytes：MBR区域的有效性标识；55AA为有效；

主分区和扩展分区的标识：1-4

逻辑分区：5+

fdisk命令：管理磁盘分区

1、查看磁盘的分区信息：

fdisk -l [-u] [device...]：列出指定磁盘设备上的分区情况；

查看一个分区的详情

fdisk -l /dev/sda2

2、管理分区

fdisk device

fdisk提供了一个交互式接口来管理分区，它有许多子命令，分别用于不同的管理功能；所有的操作均在内存中完成，没有直接同步到磁盘；直到使用w命令保存至磁盘上；

常用命令：

n：创建新分区
d：删除已有分区
t：修改分区类型
l：查看所有已经ID
w：保存并退出
q：不保存并退出
m：查看帮助信息
p：显示现有分区信息

fdisk /dev/sda

注意：在已经分区并且已经挂载其中某个分区的磁盘设备上创建的新分区，内核可能在创建完成后无法直接识别；

添加了一个扩展分区

查看新创建的分区是否存在：

cat /proc/partitions

通知内核强制重读磁盘分区表：

CentOS 5：

partprobe [device]

CentOS 6,7：partx, kpart

partx -a [device]
kpartx -af [device]
partx -a /dev/sda

分区创建工具：parted, sfdisk

文件系统基础

创建文件系统：

格式化：低级格式化（分区之前进行，划分磁道）、高级格式化（分区之后对分区进行，创建文件系统）
元数据区，数据区

元数据区：

文件元数据：inode (index node)
大小、权限、属主属组、时间戳、数据块指针

符号链接文件：存储数据指针的空间当中存储的是真实文件的访问路径；

设备文件：存储数据指针的空间当中存储的是设备号（major, minor）；

VFS: Virtual File System（虚拟网络系统）是一个类似于中间层的概念，支持大多数文件系统，如以下

Linux的文件系统: ext2(无日志功能), ext3, ext4, xfs, reiserfs, btrfs
光盘：iso9660
网络文件系统：nfs, cifs
集群文件系统：gfs2, ocfs2
内核级分布式文件系统：ceph
windows的文件系统：vfat, ntfs
伪文件系统：proc, sysfs, tmpfs, hugepagefs
Unix的文件系统：UFS， FFS， JFS
交换文件系统：swap
用户空间的分布式文件系统：mogilefs, moosefs, glusterfs

文件系统管理工具：

创建文件系统的工具

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

检测及修复文件系统的工具

fsck
fsck.ext2, fsck.ext3, ..

查看其属性的工具

dumpe2fs, tune2fs

调整文件系统特性：

tune2fs

链接文件：访问同一个文件不同路径；

硬链接：指向同一个inode的多个文件路径；

特性：

(1) 目录不支持硬链接；
(2) 硬链接不能跨文件系统；
(3) 创建硬链接会增加inode引用计数；

创建：

ln src link_file

符号链接：指向一个文件路径的另一个文件路径；

特性：

(1) 符号链接与文件是两人个各自独立的文件，各有自己的inode；对原文件创建符号链接不会增加引用计数；
(2) 支持对目录创建符号链接，可以跨文件系统；
(3) 删除符号链接文件不影响原文件；但删除原文件，符号指定的路径即不存在，此时会变成无效链接；

注意：符号链接文件的大小是其指定的文件的路径字符串的字节数；

创建：

ln -s src link_file
-v：verbose

文件系统管理　

创建文件系统的工具

mkfs

mkfs.ext2, mkfs.ext3, mkfs.ext4, mkfs.xfs, mkfs.vfat, ... device（分区：、dev/sda#）

检测及修复文件系统的工具

fsck

fsck.ext2, fsck.ext3, ... device（分区：、dev/sda#）

查看其属性的工具

dumpe2fs, tune2fs

调整文件系统特性：

tune2fs

内核级文件系统的组成部分：

文件系统驱动：由内核提供
文件系统箮理工具：由用户空间的应用程序提供

ext系列文件系统的管理工具：

mkfs.ext2, mkfs.ext3, mkfs.ext4
mkfs -t ext2 = mkfs.ext2

ext系列文件系统专用管理工具：mke2fs

mke2fs [OPTIONS] device

-t {ext2|ext3|ext4}：指明要创建的文件系统类型
mkfs.ext4 = mkfs -t ext4 = mke2fs -t ext4
-b {1024|2048|4096}：指明文件系统的块大小；
-L LABEL：指明卷标；
-j：创建有日志功能的文件系统ext3；
mke2fs -j = mke2fs -t ext3 = mkfs -t ext3 = mkfs.ext3
-i #：bytes-per-inode，指明inode与字节的比率；即每多少字节创建一个Indode;
-N #：直接指明要给此文件系统创建的inode的数量；
-m #：指定预留的空间，百分比；
-O [^]FEATURE：以指定的特性创建目标文件系统；

e2label命令：卷标的查看与设定

查看：e2label device
设定：e2label device LABEL

tune2fs命令：查看或修改ext系列文件系统的某些属性

adjust tunable filesystem parameters on ext2/ext3/ext4 filesystems；

注意：块大小创建后不可修改；

tune2fs [OPTIONS] device

-l：查看超级块的内容；
修改指定文件系统的属性：
-j：ext2 --> ext3；
-L LABEL：修改卷标；
-m #：调整预留空间百分比；
-O [^]FEATHER：开启或关闭某种特性；
-o [^]mount_options：开启或关闭某种默认挂载选项，加 ^ 表示关闭，不加的表示开启
acl 访问控制列表（开启）
^acl （关闭）

dumpe2fs命令：显示ext系列文件系统的属性信息

dumpe2fs [-h] device

用于实现文件系统检测的工具

因进程意外中止或系统崩溃等原因导致定稿操作非正常终止时，可能会造成文件损坏；此时，应该检测并修复文件系统；建议，离线进行；

ext系列文件系统的专用工具：

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

e2fsck [OPTIONS] device

-y：对所有问题自动回答为yes;
-f：即使文件系统处于clean状态，也要强制进行检测；
fsck：check and repair a Linux file system
-t fstype：指明文件系统类型；
fsck -t ext4 = fsck.ext4
-a：无须交互而自动修复所有错误；
-r：交互式修复；

CentOS 6如何使用xfs文件系统：

yum -y install xfsprogs

创建：mkfs.xfs

检测：fsck.xfs

blkid命令

blkid device 定位/打印块设备属性

blkid -L LABEL：根据LABEL定位设备
blkid -U UUID：根据UUID定位设备

swap文件系统：

Linux上的交换分区必须使用独立的文件系统；

且文件系统的System ID必须为82；

创建swap设备：mkswap命令

mkswap [OPTIONS] device

-L LABEL：指明卷标
-f：强制

Windows无法识别Linux的文件系统；因此，存储设备需要两种系统之间交叉使用时，应该使用windows和Linux同时支持的文件系统：fat32(vfat);

mkfs.vfat device

文件系统的使用

要使用文件系统：首先要“挂载”mount命令

umount 命令移除文件系统

根文件系统这外的其它文件系统要想能够被访问，都必须通过“关联”至根文件系统上的某个目录来实现，此关联操作即为“挂载”；此目录即为“挂载点”；

挂载点：mount_point（就是一个目录），用于作为另一个文件系统的访问入口

(1) 事先存在；
(2) 应该使用未被或不会被其它进程使用到的目录；
(3) 挂载点下原有的文件将会被隐藏；

mount命令：

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

命令选项：

-r：readonly，只读挂载；
-w：read and write, 读写挂载；
-n：默认情况下，设备挂载或卸载的操作会同步更新至/etc/mtab文件中；-n用于禁止此特性；
-t vfstype：指明要挂载的设备上的文件系统的类型；多数情况下可省略，此时mount会通过blkid来判断要挂载的设备的文件系统类型；
-L LABEL：挂载时以卷标的方式指明设备；
mount -L LABEL dir
-U UUID：挂载时以UUID的方式指明设备；
mount -U UUID dir

-o options：挂载选项

sync/async：同步/异步操作；
atime/noatime：文件或目录在被访问时是否更新其访问时间戳；
diratime/nodiratime：目录在被访问时是否更新其访问时间戳；
remount：重新挂载；
acl：支持使用facl功能；
# mount -o acl device dir
# tune2fs -o acl device

ro：只读
rw：读写
dev/nodev：此设备上是否允许创建设备文件；
exec/noexec：是否允许运行此设备上的程序文件；
auto/noauto：
user/nouser：是否允许普通用户挂载此文件系统；
suid/nosuid：是否允许程序文件上的suid和sgid特殊权限生效；
defaults：Use default options: rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async, and relatime.

一个使用技巧：

可以实现将目录绑定至另一个目录上，作为其临时访问入口；

查看当前系统所有已挂载的设备：

mount
cat /etc/mtab
cat /proc/mounts

挂载光盘：

mount -r /dev/cdrom mount_point（目录）

光盘设备文件：/dev/cdrom, /dev/dvd

挂载U盘：

事先识别U盘的设备文件；

挂载本地的回环设备（镜像文件，一般是以 iso 结尾）：

mount -o loop /PATH/TO/SOME_LOOP_FILE MOUNT_POINT

umount命令：

umount device|dir

注意：正在被进程访问到的挂载点无法被卸载；

查看被哪个或哪些进程所战用：

lsof MOUNT_POINT
fuser -v MOUNT_POINT

终止所有正在访问某挂载点的进程：

fuser -km MOUNT_POINT（目录）

交换分区的启用和禁用：

创建交换分区的命令：mkswap

启用：swapon

swapon [OPTION] [DEVICE]
-a：定义在/etc/fstab文件中的所有swap设备；

禁用：swapoff

swapoff DEVICE

设定除根文件系统以外的其它文件系统能够开机时自动挂载：/etc/fstab文件

每行定义一个要挂载的文件系统及相关属性：

6个字段：

(1) 要挂载的设备：

设备文件；
LABEL
UUID
伪文件系统：如sysfs, proc, tmpfs等

(2) 挂载点

swap类型的设备的挂载点为swap

(3) 文件系统类型；

(4) 挂载选项

defaults：使用默认挂载选项；
如果要同时指明多个挂载选项，彼此间以事情分隔；
defaults,acl,noatime,noexec

(5) 转储频率

0：从不备份；
1：每天备份；
2：每隔一天备份；

(6) 自检次序

0：不自检；
1：首先自检，通常只能是根文件系统可用1；
2：次级自检

mount -a：可自动挂载定义在此文件中的所支持自动挂载的设备；

两个命令：df 和 du

df命令：查看磁盘空间使用信息

df [OPTION]... [FILE]...

-l：仅显示本地文件的相关信息；
-h：human-readable
-i：显示inode的使用状态而非blocks

du命令：示文件或目录所占用的磁盘空间

du [OPTION]... [FILE]...

-s: sumary（求和）
-h: human-readable

du -sh tmp/

练习：

1、创建一个10G的分区，并格式化为ext4文件系统；

[root@localhost~]# fdisk /dev/sdb

Device containsneither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel

Building a new DOSdisklabel with disk identifier 0x6c5ee8d0.

Changes will remainin memory only, until you decide to write them.

After that, ofcourse, the previous content won't be recoverable.

 

Warning: invalidflag 0x0000 of partition table 4 will be corrected by w(rite)

 

WARNING:DOS-compatible mode is deprecated. It's strongly recommended to

         switch off the mode (command 'c') andchange display units to

         sectors (command 'u').

 

Command (m forhelp): n

Command action

   e  extended

   p  primary partition (1-4)

p

Partition number(1-4): 1

First cylinder(1-1318, default 1): 1

Last cylinder,+cylinders or +size{K,M,G} (1-1318, default 1318): +10G

 

Command (m forhelp): w

The partition tablehas been altered!

 

Calling ioctl() tore-read partition table.

Syncing disks.

(1) block大小为2048；预留空间为2%，卷标为MYDATA；

mke2fs -t ext4 -b 2048 -m 2 -L 'MYDATA' /dev/sdb1

(2) 挂载至/mydata目录，要求挂载时禁止程序自动运行，且不更新文件的访问时间戳；

mkdir -p /data/mydata
mount -o noexec,noatime /dev/sdb1 /data/mydata

(3) 可开机自动挂载；

vim /etc/fstab 添加一下内容

/dev/sdb1  /mnt   ext4  defaults 0 0

2、创建一个大小为1G的swap分区，并启动之；

创建

[root@localhost~]# fdisk /dev/sdb

 

WARNING: DOS-compatiblemode is deprecated. It's strongly recommended to

         switch off the mode (command 'c') andchange display units to

         sectors (command 'u').

 

Command (m forhelp): n

Command action

   e  extended

   p  primary partition (1-4)

p

Partition number(1-4): 2

First cylinder(1307-1318, default 1307):

Using default value1307

Last cylinder,+cylinders or +size{K,M,G} (1307-1318, default 1318): +30M

 

Command (m forhelp): t

Partition number(1-4): 2

Hex code (type L tolist codes): 82

Changed system typeof partition 2 to 82 (Linux swap / Solaris)

启动

mkswap /dev/sdb2
swapon  /dev/sdb2

posted @ 2019-10-06 16:14 Crazymagic 阅读(290) 评论(0) 编辑收藏举报

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