【Linux】【Basis】磁盘分区
1. Linux磁盘及文件系统管理
1.1. 基本概念：
1.1.1. 磁盘接口类型：
IDE(ata)：并口，133MB/s，设备/dev/hd[a-z] SCSI：并口，Ultrascsi320, 320MB/S, UltraSCSI640, 640MB/S，设备/dev/sd[a-z] 宽带：16-1 窄带：8-1 SATA：串口，6gbps，设备/dev/sd[a-z] SAS：串口，6gbps，设备/dev/sd[a-z] USB：串口，480MB/s，设备/dev/sd[a-z] 并口：同一线缆可以接多块设备； 串口：同一线缆只可以接一个设备；
1.1.2. 硬盘类型：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：
固态硬盘
https://www.cnblogs.com/chensiqiqi/p/6432371.html
1.1.3. 设备类型：块设备(block)：随机访问，数据交换单位是“块”；字符设备(character)：线性访问，数据交换单位是“字符”； 1.1.4. 设备文件：FHS，他是设备文件：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；
1.1.5. 引用设备的方式： 设备文件名 卷标 UUID 1.1.6. 磁盘分区：MBR， GPT MBR（Master Boot Record）：从第一扇区开始，0 sector 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（四个主分区或者三主一扩展，扩展分区可以分为n个逻辑分区）； 2bytes：MBR区域的有效性标识；55AA为有效； 1.1.7. fdisk命令： 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； 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 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；
查看：cat /proc/partitions 通知内核强制重读磁盘分区表： CentOS 5：partprobe [device] CentOS 6,7：partx, kpartx partx -a [device] kpartx -af [device] 分区创建工具：parted, sfdisk；
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）； bitmap index：位图索引
1.1.8. VFS: Virtual File System Linux的文件系统: ext2(无日志功能), ext3, ext4, xfs, reiserfs, btrfs Linux 常用的文件系统 https://mp.weixin.qq.com/s/Q05C0wp6WkFTtC7aBJxbzA
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, glusterfshttps://blog.csdn.net/xiaofei0859/article/details/71222776
1.1.10. 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
2. 文件系统管理工具：2.1. 创建文件系统的工具：mkfs mkfs.ext2, mkfs.ext3, mkfs.ext4, mkfs.xfs, mkfs.vfat, ...2.2. 检测及修复文件系统的工具：fsck fsck.ext2, fsck.ext3, ...2.3. 查看其属性的工具：dumpe2fs, tune2fs2.4. 调整文件系统特性：tune2fs2.5. 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；
2.6. e2label命令：卷标的查看与设定 查看：e2label device 设定：e2label device LABEL2.7. 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
acl ^acl 2.8. 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；
2.9. 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； 2.10. CentOS 6如何使用xfs文件系统： # yum -y install xfsprogs 创建：mkfs.xfs 检测：fsck.xfs 2.11. blkid命令： blkid device blkid -L LABEL：根据LABEL定位设备 blkid -U UUID：根据UUID定位设备 2.12. 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 2.13. 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 2.14. 文件系统的使用： 首先要“挂载”：mount命令和umount命令 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，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； mount --bind 源目录 目标目录 查看当前系统所有已挂载的设备：
# mount # cat /etc/mtab # cat /proc/mounts mount -a：可自动挂载定义在/etc/fstab中所支持自动挂载的设备；
挂载光盘：
mount -r /dev/cdrom mount_point 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：
# 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 2.15. 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 2.16. 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 2.17. 两个命令：df和du df命令： 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：
du [OPTION]... [FILE]... -s: sumary -h: human-readable2.18. 查看硬盘是不是固态硬盘：
# cat /sys/block/sda/queue/rotational 1 #不是固态硬盘 0 #是固态硬盘
3. lvm
写个例子：
下面是本机状态
[root@hctjosadm01 ~]# df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/mapper/vg_system-lv_root 4.0G 69M 4.0G 2% / devtmpfs 910M 0 910M 0% /dev tmpfs 920M 0 920M 0% /dev/shm tmpfs 920M 41M 880M 5% /run tmpfs 920M 0 920M 0% /sys/fs/cgroup /dev/mapper/vg_system-lv_usr 4.0G 1.3G 2.8G 31% /usr /dev/sda1 1014M 143M 872M 15% /boot /dev/mapper/vg_system-lv_home 4.0G 33M 4.0G 1% /home /dev/mapper/vg_system-lv_opt 4.0G 33M 4.0G 1% /opt /dev/mapper/vg_system-lv_var 4.0G 2.3G 1.8G 56% /var /dev/mapper/vg_system-lv_docker_registry 20G 104M 20G 1% /data_docker_registry /dev/mapper/vg_system-lv_tmp 4.0G 33M 4.0G 1% /tmp tmpfs 184M 0 184M 0% /run/user/0 [root@hctjosadm01 ~]# pvs PV VG Fmt Attr PSize PFree /dev/sda2 vg_system lvm2 a-- <99.00g <51.00g [root@hctjosadm01 ~]# lvs LV VG Attr LSize Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert lv_docker_registry vg_system -wi-ao---- 20.00g lv_home vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_opt vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_root vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_swap vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_tmp vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_usr vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_var vg_system -wi-ao---- 4.00g [root@hctjosadm01 ~]# vgs VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree vg_system 1 8 0 wz--n- <99.00g <51.00g
3.1. 创建一个可用分区/文件夹
添加一块10G磁盘
[root@hctjosadm01 ~]# fdisk -l /dev/sdb Disk /dev/sdb: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
如果是虚拟机而且安装了vmtools，会自己识别，如果是物理机需要执行
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
把/dev/sdb创建成pv
[root@hctjosadm01 ~]# pvcreate /dev/sdb Physical volume "/dev/sdb" successfully created. [root@hctjosadm01 ~]# pvs PV VG Fmt Attr PSize PFree /dev/sda2 vg_system lvm2 a-- <99.00g <51.00g /dev/sdb lvm2 --- 10.00g 10.00g
创建vg
[root@hctjosadm01 ~]# vgcreate vg_test /dev/sdb Volume group "vg_test" successfully created [root@hctjosadm01 ~]# vgs VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree vg_system 1 8 0 wz--n- <99.00g <51.00g vg_test 1 0 0 wz--n- <10.00g <10.00g
创建lv，使用100%的剩余空间
[root@hctjosadm01 ~]# lvcreate -n lv_test -l 100%FREE vg_test Logical volume "lv_test" created. [root@hctjosadm01 ~]# lvs LV VG Attr LSize Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert lv_docker_registry vg_system -wi-ao---- 20.00g lv_home vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_opt vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_root vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_swap vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_tmp vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_usr vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_var vg_system -wi-ao---- 4.00g lv_test vg_test -wi-a----- <10.00g
格式化并挂载
[root@hctjosadm01 ~]# mkfs.xfs /dev/mapper/vg_test-lv_test meta-data=/dev/mapper/vg_test-lv_test isize=512 agcount=4, agsize=655104 blks = sectsz=512 attr=2, projid32bit=1 = crc=1 finobt=0, sparse=0 data = bsize=4096 blocks=2620416, imaxpct=25 = sunit=0 swidth=0 blks naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1 log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2 = sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1 realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0 [root@hctjosadm01 ~]# mkdir /test [root@hctjosadm01 ~]# mount /dev/mapper/vg_test-lv_test /test/
需要开机启动的话需要修改/etc/fstab
echo "/dev/mapper/vg_test-lv_test /test/ xfs defaults 0 0" >> /etc/fstab
3.2. 增加一块磁盘，扩展分区容量
增加一块磁盘/dev/sdc
[root@hctjosadm01 ~]# fdisk -l /dev/sdc Disk /dev/sdc: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
吧/dev/sdc加入卷组vg_test中
[root@hctjosadm01 ~]# vgextend vg_test /dev/sdc Physical volume "/dev/sdc" successfully created. Volume group "vg_test" successfully extended [root@hctjosadm01 ~]# pvs PV VG Fmt Attr PSize PFree /dev/sda2 vg_system lvm2 a-- <99.00g <51.00g /dev/sdb vg_test lvm2 a-- <10.00g 0 /dev/sdc vg_test lvm2 a-- <10.00g <10.00g [root@hctjosadm01 ~]# vgs VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree vg_system 1 8 0 wz--n- <99.00g <51.00g vg_test 2 1 0 wz--n- 19.99g <10.00g
增加lv大小
[root@hctjosadm01 ~]# lvextend -L +5G /dev/mapper/vg_test-lv_test Size of logical volume vg_test/lv_test changed from <10.00 GiB (2559 extents) to <15.00 GiB (3839 extents). Logical volume vg_test/lv_test successfully resized. [root@hctjosadm01 ~]# xfs_growfs /dev/mapper/vg_test-lv_test meta-data=/dev/mapper/vg_test-lv_test isize=512 agcount=4, agsize=655104 blks = sectsz=512 attr=2, projid32bit=1 = crc=1 finobt=0 spinodes=0 data = bsize=4096 blocks=2620416, imaxpct=25 = sunit=0 swidth=0 blks naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1 log =internal bsize=4096 blocks=2560, version=2 = sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1 realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0 data blocks changed from 2620416 to 3931136
#如果是ext4的文件系统，请使用resize2fs /dev/mapper/vg_test-lv_test
[root@hctjosadm01 ~]# df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/mapper/vg_system-lv_root 4.0G 69M 4.0G 2% / devtmpfs 910M 0 910M 0% /dev tmpfs 920M 0 920M 0% /dev/shm tmpfs 920M 41M 880M 5% /run tmpfs 920M 0 920M 0% /sys/fs/cgroup /dev/mapper/vg_system-lv_usr 4.0G 1.3G 2.8G 31% /usr /dev/sda1 1014M 143M 872M 15% /boot /dev/mapper/vg_system-lv_home 4.0G 33M 4.0G 1% /home /dev/mapper/vg_system-lv_opt 4.0G 33M 4.0G 1% /opt /dev/mapper/vg_system-lv_var 4.0G 2.3G 1.8G 56% /var /dev/mapper/vg_system-lv_docker_registry 20G 104M 20G 1% /data_docker_registry /dev/mapper/vg_system-lv_tmp 4.0G 33M 4.0G 1% /tmp tmpfs 184M 0 184M 0% /run/user/0 /dev/mapper/vg_test-lv_test 15G 33M 15G 1% /test
3.3. 缩小lv大小
先把文件系统umount
[root@hctjosadm01 ~]# umount /test
缩小文件系统会造成磁盘无法正常
[root@hctjosadm01 ~]# lvreduce -L 5G /dev/mapper/vg_test-lv_test WARNING: Reducing active logical volume to 5.00 GiB. THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.) Do you really want to reduce vg_test/lv_test? [y/n]: y Size of logical volume vg_test/lv_test changed from <15.00 GiB (3839 extents) to 5.00 GiB (1280 extents). Logical volume vg_test/lv_test successfully resized.
# 缩小后文件容易损坏 [root@hctjosadm01 ~]# mount /dev/mapper/vg_test-lv_test /test mount: /dev/mapper/vg_test-lv_test: can't read superblock [root@hctjosadm01 ~]# mkfs.xfs /dev/mapper/vg_test-lv_test mkfs.xfs: /dev/mapper/vg_test-lv_test appears to contain an existing filesystem (xfs). mkfs.xfs: Use the -f option to force overwrite.
# 重新格式化要加-f [root@hctjosadm01 ~]# mkfs.xfs -f /dev/mapper/vg_test-lv_test meta-data=/dev/mapper/vg_test-lv_test isize=512 agcount=4, agsize=327680 blks = sectsz=512 attr=2, projid32bit=1 = crc=1 finobt=0, sparse=0 data = bsize=4096 blocks=1310720, imaxpct=25 = sunit=0 swidth=0 blks naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1 log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2 = sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1 realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0 [root@hctjosadm01 ~]# mount /dev/mapper/vg_test-lv_test /test [root@hctjosadm01 ~]# df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/mapper/vg_system-lv_root 4.0G 69M 4.0G 2% / devtmpfs 910M 0 910M 0% /dev tmpfs 920M 0 920M 0% /dev/shm tmpfs 920M 41M 880M 5% /run tmpfs 920M 0 920M 0% /sys/fs/cgroup /dev/mapper/vg_system-lv_usr 4.0G 1.3G 2.8G 31% /usr /dev/sda1 1014M 143M 872M 15% /boot /dev/mapper/vg_system-lv_home 4.0G 33M 4.0G 1% /home /dev/mapper/vg_system-lv_opt 4.0G 33M 4.0G 1% /opt /dev/mapper/vg_system-lv_var 4.0G 2.3G 1.8G 56% /var /dev/mapper/vg_system-lv_docker_registry 20G 104M 20G 1% /data_docker_registry /dev/mapper/vg_system-lv_tmp 4.0G 33M 4.0G 1% /tmp tmpfs 184M 0 184M 0% /run/user/0 /dev/mapper/vg_test-lv_test 5.0G 33M 5.0G 1% /test
3.4. 从卷组中移除pv，注意，只能在线移除没有在用的pv
[root@hctjosadm01 ~]# vgreduce vg_test /dev/sdc Removed "/dev/sdc" from volume group "vg_test" [root@hctjosadm01 ~]# pvs PV VG Fmt Attr PSize PFree /dev/sda2 vg_system lvm2 a-- <99.00g <51.00g /dev/sdb vg_test lvm2 a-- <10.00g <5.00g /dev/sdc lvm2 --- 10.00g 10.00g
3.5. 吧卷组整个移除
[root@hctjosadm01 ~]# umount /test [root@hctjosadm01 ~]# lvremove /dev/mapper/vg_test-lv_test Do you really want to remove active logical volume vg_test/lv_test? [y/n]: y Logical volume "lv_test" successfully removed [root@hctjosadm01 ~]# vgremove vg_test Volume group "vg_test" successfully removed [root@hctjosadm01 ~]# pvs PV VG Fmt Attr PSize PFree /dev/sda2 vg_system lvm2 a-- <99.00g <51.00g /dev/sdb lvm2 --- 10.00g 10.00g /dev/sdc lvm2 --- 10.00g 10.00g [root@hctjosadm01 ~]# vgs VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree vg_system 1 8 0 wz--n- <99.00g <51.00g
