11. linux磁盘及文件系统管理

Linux磁盘及文件系统管理

　　CPU，RAM

　　IO：Disks, Ehtercard

        　　Disks：持久存储数据

 

 

　Linux磁盘及文件系统管理

　　磁盘（disks）：持久化存储数据

　　　　接口类型：

　　　　　　IDE：并口，133MB/s

　　　　　　SCSI：并口

　　　　　　SATA：串口6gbps

　　　　　　SAS：串口，6gbps

　　　　　　USB：480MB/s

　　　　　　iops：io per second

　　　　磁盘：机械硬盘，固态

　　　　　　机械硬盘：

　　　　　　　　track：磁道

　　　　　　　　sector：扇区，512bytes

　　　　　　　　cylinder：柱面

　　　　　　　　　　分区划分基于柱面

Linux哲学思想：一切皆文件

　　设备类型：

　　　　块设备：随机访问，数据交换单位是block（块）

　　　　字符设备：线性访问，数据交换单位是“字符”。

　　设备文件：

　　　　/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：

　　　　　　　　　主设备号（major）：区分设备类型；用于标明设备设备所需要的驱动程序。

　　　　　　　　　次设备号（minor）：区分同种类型下不同设备；是特定设备的访问入口。

　　　　　　　手动创建设备文件：mknod命令

　　　　　　　　　　　　　　　　mknod [OPTION]... NAME TYPE [MAJOR MINOR]

　　　　　　　　　　　　　　　　　　-m MODE：创建文件后的设备文件权限

　　　　　　　磁盘命名：

　　　　　　　　　　IDE：dev/hd[a-z]

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

　　　　　　　　　　分区：

　　　　　　　　　　　　dev/sda[数字] 

　　　　　　　　　　　　　　/dev/sda1,...

 

　　　　　　　　　　引用设备的方式：

　　　　　　　　　　　　设备文件名

　　　　　　　　　　　　卷标

　　　　　　　　　　　　UUID

　　磁盘分区：

　　　　MBR：0编号的扇区，主引导扇区。

　　　　　　分为三部分：

　　　　　　　　446bytes：bootloader，程序，引导操作系统的程序

　　　　　　　　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个逻辑分区

　　　　　　　　2bytes：MBR区域的有效性标识，55AA为有效

 　　　　　　主分区和扩展分区标识：1-4

　　　　　　逻辑分区：5+

分区管理命令：

　　fdisk命令：

　　　　1. 查看磁盘分区信息：

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

[root@named_server ~]# fdisk -l

Disk /dev/vda: 53.7 GB, 53687091200 bytes, 104857600 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
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x0009ac89

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vda1   *        2048   104857566    52427759+  83  Linux

Disk /dev/vdb: 107.4 GB, 107374182400 bytes, 209715200 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
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x1348ce7c

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vdb1            2048    20973567    10485760   83  Linux
[root@named_server ~]# 

 

　　　　　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种完成，没有直接同步到磁盘，直到使用w命令保存到磁盘才生效。

　　　　　　常用命令：

　　　　　　　　n ：创建新分区

　　　　　　　　d：删除已有分区

　　　　　　　　t：修改分区类型

　　　　　　　　w：保存并退出

　　　　　　　　q：不保存退出（放弃修改）

　　　　　　　　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。

　　　　　　确认内核有没有识别：cat/partitions

[root@named_server ~]# cat /proc/partitions 
major minor  #blocks  name

 253        0   52428800 vda
 253        1   52427759 vda1
  11        0      42048 sr0
 253       16  104857600 vdb
 253       17   31457280 vdb1
 253       18   31457280 vdb2
 253       19   31457280 vdb3

 

　　　　　　通知内核强行重读分区表：

　　　　　　　　centos5：partprobe [device]

　　　　　　　　centos6；centos7：partx -a /dev/sdb（可能需要执行多次）

　　　　　　　　　　　　　　　　　kpartx -af [device]

　　　　　　　分区创建工具：partend， 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）

　　磁盘分区分为：元数据区和数据区

　　　　元数据区：

　　　　　　文件元数据：inode（index node）

　　　　　　　　大小，权限，属主属组，时间戳, ...

　　　　　　

　　　　　　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

　　　　　　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

　　　　Linux的文件系统：ext2，ext3，ext4，xfs，relserfs，btrfs

　　　　光盘：iso9660

　　　　网络文件系统：nfs，cfs

　　　　集群文件系统：gfs2，ocfs2

　　　　内核级分布式文件系统：cefs

　　　　windows文件系统：vfat，ntfs

　　　　交换文件系统：swap

　　Linux文件系统管理工具

　　　　创建文件系统工具

　　　　　　mkfs

　　　　　　　　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；fsck.ext4；...

　　　　查看其属性工具

　　　　　　dumpe2fs；tune2fs

　　　　调整文件系统特性

　　　　　　tune2fs

链接文件：访问同一个文件的不同路径

　　硬链接：指向同一个inode的多个文件路径

　　　　ln 源文件  链接文件

　　　　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引用技术

　　符号链接（软链接）：指向一个文件路径的另一个文件路径　

　　　　ln -s  源文件  符号链接文件　

　　　　特性：

　　　　　　(1) 符号链接与文件是两个各自独立的文件，各有自己的inode；对源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源文件；但是删除源文件，符号指定的路径将不存在，此时会变成无效链接

　　　　　　注意：符号链接的文件的大小是其指定的文件的路径字符串的字节数

[root@named_server tmp]# ls
a.txt  test
[root@named_server tmp]# ln a.txt a.txt.bak   //创建硬链接
[root@named_server tmp]# ll
total 4
-rw-r--r-- 2 root root    0 Aug 17 15:53 a.txt    //引用计数为2
-rw-r--r-- 2 root root    0 Aug 17 15:53 a.txt.bak
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Aug 17 15:53 test
[root@named_server tmp]# rm -rf a.txt.bak  // 删除源文件不影响链接文件
[root@named_server tmp]# ll
total 4
-rw-r--r-- 1 root root    0 Aug 17 15:53 a.txt
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Aug 17 15:53 test
[root@named_server tmp]# 

 

[root@named_server tmp]# ll
total 4
-rw-r--r-- 1 root root    0 Aug 17 15:53 a.txt
-rw-r--r-- 1 root root    0 Aug 17 15:54 stargate.lock
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Aug 17 15:53 test
[root@named_server tmp]# ln -s a.txt b.txt  // 创建软连接
[root@named_server tmp]# ll
total 4
-rw-r--r-- 1 root root    0 Aug 17 15:53 a.txt
lrwxrwxrwx 1 root root    5 Aug 17 16:00 b.txt -> a.txt
-rw-r--r-- 1 root root    0 Aug 17 15:54 stargate.lock
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Aug 17 15:53 test
[root@named_server tmp]# rm -rf a.txt // 删除源文件
[root@named_server tmp]# ll
total 4
lrwxrwxrwx 1 root root    5 Aug 17 16:00 b.txt -> a.txt  // 损坏链接，无效链接
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Aug 17 15:53 test
[root@named_server tmp]# 

 

ext系列文件系统的管理工具：

　　mkfs.ext2；mkfs.ext3；mkfs.ext4（建议使用ext4）

　　mkfs  -t  ext2  等价于 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  -t  ext2  等价于 mkfs.ext2 等价于 mke2fs -t ext2

　　　　　　-b {1024|2048|4094}：用于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

　　　　　　-i 数字：指明inode与字节的比例；即每多少字节创建一个inode　　

　　　　dumpde2fs命令：显示ext系列文件系统的属性信息

　　　　　　dumpe2fs [-h] device

　　　　fsck：用于文件系统检测工具

　　　　　　因为进程意外中止或系统崩溃等原因导致操作系统非正常中止时，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

　　　　　　

　　　　swap文件系统：

　　　　　　Linux的交换分区必须是独立的文件系统；

　　　　　　　　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

文件系统的使用：

　　首先要挂载：mount 命令和umount命令

　　挂载点：作为一个文件的系统的访问入口

　　　　命令选项：

　　　　　　-r：只读挂载

　　　　　　-w：读写挂载

　　　　　　-n：默认情况下设备挂载或者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：　　　　　　

硬盘的挂载顺序：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

　　　　（1）创建分区。

　　　　　　　　fdisk /dev/sba

　　　　（2） 初始化分区，创建文件系统

　　　　　　　　mkfs.ext4 /dev/sda1

　　　　　　　　mkfs.ext4 /dev/sda2  

 　　　   （3）创建挂载点

　　　　　　　　mkdir data_a data_b

　　　　（4）挂载分区

　　　　　　　　mount /dev/sda1  /data_1

　　　　　　　　mount /dev/sda2  /data_2

 命令：du -sh：表述显示目录下所有文件的大小

　　　df -h：查看磁盘分区使用情况