26.磁盘管理

一.磁盘在系统上的命名

1.设备名称

设备名称	分区名称	分区类型
/dev/sda	/dev/sda1	第一块物理磁盘第一分区
/dev/sdb	/dev/sdb3	第二块物理磁盘第三分区
......	.......	.......

2.分区分类

• 磁盘分区类型分为: p主分区, e扩展分区, l逻辑分区

• 逻辑分区属于扩展分区, 扩展分区属于主分区

• 主分区又叫做引导分区

二.两种分区格式

1.mbr分区格式

• 最多可分4个主分区
• 通常用于小于2T的硬盘空间
• 分区工具: fdisk

2.gpt分区格式

• 最多可分128个主分区
• 通常用于大于2T的硬盘空间
• 分区工具: gdisk

三.制做磁盘分区的通用流程

1. 插一块硬盘

2. 小于2T空间用mbr分区格式, 大于2T推荐用gpt分区格式

3. 设置分区类型和大小保存设置

4. 为每个分区制作文件系统(格式化):mkfs.xfs

5. 为每个分区关联挂载点:mount

四.制作磁盘分区 fdisk

1.先给虚拟机添加一块小于2T的磁盘

🌵使用命令查看磁盘是否存在

       # lsblk

       # ll /dev/sd + 双击 Tab 键

2.使用fdisk工具进行分区

🌵选择要分区的磁盘设备 "/dev/sdb"

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

🌵输入"m"获取帮助信息

🌵常用命令操作

       "n" : #新建分区

       "d" : #删除分区

        "l" : #显示分区类型

       "m" : #帮助菜单

        "p" : #显示分区表信息

        "q" : #不保存退出

       "w" : #保存退出

 

 

 

3.开始创建三种分区

• 主分区创建

🌵创建一个主分区

          命令(输入 m 获取帮助)：n #新建分区

                    Partition type:

                       p     primary (0 primary, 0 extended, 4 free)                                                  #三种分区类型

                       e     extended

                   Select (default p): p                                                                                           #选择你想要的分区类型(逻辑分区需要先有扩展分区)

                   分区号 (1-4，默认 1)：1                                                                                    #设定分区号

                   起始 扇区 (2048-4194303，默认为 2048)：                                                      #    设置扇区开始位置(正常默认就行)

                   将使用默认值 2048

                    Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-4194303，默认为 4194303)：+500M    #大小

                    分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 500 MiB                                                    #设置成功

• 扩展分区创建

🌵创建一个扩展分区

          命令(输入 m 获取帮助)：n                                               #新建

          Partition type:

               p      primary (1 primary, 0 extended, 3 free)

               e      extended Select (default p): e                             #选择扩展分区

              分区号 (2-4，默认 2)： #分区号

              起始 扇区 (1026048-4194303，默认为 1026048)：   #默认起始位置

              将使用默认值 1026048

               Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (1026048-4194303，默认为 4194303)：    #都给扩展分区 将

               使用默认值 4194303

                分区 2 已设置为 Extended 类型，大小设为 1.5 GiB #设置成功

• 新建逻辑分区

 🌵创建一个逻辑分区

          命令(输入 m 获取帮助)：n                                                                       #新建

                Partition type:

                    p     primary (1 primary, 1 extended, 2 free)

                    l      logical (numbered from 5) Select (default p): l                                                       #创建逻辑分区

                    添加逻辑分区 5 起始 扇区 (1028096-4194303，默认为 1028096)：                            #默认起始

                    将使用默认值 1028096

                    Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (1028096-4194303，默认为 4194303)：+500M      #分配空间

                   分区 5 已设置为 Linux 类型，大小设为 500 MiB #设置成功

4.创建完成后查看一下保存退出

 

🌵先使用"p"命令查看一下

            命令(输入 m 获取帮助)：p #查看

               设备Boot           Start               End               Blocks        Id         System

                /dev/sdb1         2048             1026047        512000       83         Linux            #主分区

                /dev/sdb2        1026048        4194303        1584128      5          Extended     #扩展分区

                /dev/sdb5        1028096         2052095        512000       83         Linux           #逻辑分区

 

 

🌵使用"w"命令保存退出

             命令(输入 m 获取帮助)：w    #保存退出

                 The partition table has been altered!

                 Calling ioctl() to re-read partition table.

                 正在同步磁盘。

5.保存退出后再查看一下磁盘设备

🌵查看

        # lsblk

        # ll /dev/sd + 双击 Tab 键

🌵如果没有显示出来就使用"partprobe"命令刷新一下内核(经常使用的命令)

       # partprobe

 

 

 

🌵查看磁盘分区类型

        [root@shawn ~]#fdisk /dev/sdb -l | grep "类型"

        磁盘标签类型：dos #dos就是mbr分区类型 

6.制作文件系统(格式化磁盘分区)

🌵"mkfs. + 双击 Tab 键"查看一下可以做哪些文件系统

        [root@shawn ~]#mkfs.

        mkfs.btrfs        mkfs.ext2     mkfs.ext4     mkfs.xfs

        mkfs.cramfs    mkfs.ext3     mkfs.minix

 

🌵也可以对单个磁盘分区进行格式化

         [root@shawn ~]#mkfs.xfs /dev/sdb1

 

🌵格式化整个磁盘

          [root@shawn ~]#mkfs.xfs /dev/sdb

 

🌵如果不成功,可加入"-f"选项进行强制

          [root@shawn ~]#mkfs.xfs -f /dev/sdb

7.使用"mount"进行挂载

🌵创建一个文件夹

        [root@shawn ~]#mkdir /test1

 

 

🌵进行挂载并查看

        [root@shawn ~]#mount /dev/sdb1 /test1/

        [root@shawn ~]df -h

五.制作磁盘分区 gdisk

1.先给虚拟机添加一块大于2T的磁盘

🌵使用命令查看磁盘是否存在

              # lsblk

              # ll /dev/sd    +   双击 Tab 键

2.使用gdisk工具进行分区

🌵选择要分区的磁盘设备 "/dev/sdc"

          [root@shawn ~]#gdisk /dev/sdc

3.开始创建分区

• 分区创建,与fdisk步骤相同

🌵创建一个主分区,可创128个

         Command (? for help): n                    #创建分区

         Partition number (1-128, default 1):    #分区号

         First sector (34-6291455966, default = 2048) or {+-}size{KMGTP}:                                          #默认起始位置

         Last sector (2048-6291455966, default = 6291455966) or {+-}size{KMGTP}: +500M               #设置大小

         Current type is 'Linux filesystem'

         Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300): 8300                                                        #选择类型(默认就行)

         Changed type of partition to 'Linux filesystem'

4.创建完成后查看一下保存退出

🌵先使用"p"命令查看一下  

          Command (? for help): p                   #查看

          Number    Start (sector)    End (sector)     Size             Code     Name

          1                2048                1026047           500.0 MiB   8300      Linux filesystem

 

🌵使用"w"命令保存退出

           Command (? for help): w                           #保存退出

            Final checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING

            PARTITIONS!!

            Do you want to proceed? (Y/N): y                      #按y

            OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sdc.

            The operation has completed successfully.        #创建成功

5.保存退出后再查看一下磁盘设备

🌵查看

          # lsblk

          # ll /dev/sd + 双击 Tab 键

 🌵如果没有显示出来就使用"partprobe"命令刷新一下内核(经常使用的命令)

         # partprobe

 

🌵查看磁盘分区类型

          [root@shawn ~]#fdisk /dev/sdc -l | grep "类型"

           磁盘标签类型：gpt         #gpt类型

6.制作文件系统(格式化分区)

🌵选择需要格式化的分区

         [root@shawn ~]#mkfs.xfs /dev/sdc1

7.挂载

🌵创建一个文件夹并挂载

          [root@shawn ~]#mkdir /test2

          [root@shawn ~]#mount /dev/sdc1 /test2

 

🌵"df"查看挂载情况

          [root@shawn ~]#df -h

六.磁盘挂载方式

1.什么是磁盘挂载

• 如果要使用一块磁盘空间, 就需要准备一个空的目录作为挂载点
• 让该磁盘设备与其进行关联
• 可以把这个目录看成一个进入磁盘空间的入口
• 数据真正的存在磁盘设备里面, 而不是目录这个入口

2.挂载与卸载命令---(临时挂载)

• 挂载: mount

🌵语法: "mount [磁盘设备] [挂载点]"

           [root@shawn ~]#mount /dev/sdc1 /test2

 

 

 

 

• 卸载: umount

🌵语法: "umount [挂载点 / 磁盘设备]" #卸载填任意一方都可

             [root@shawn ~]#umount /dev/sdc1

             [root@shawn ~]#umount /test2

🌵如果不能卸载可以采用强制卸载选项"-l"

2.磁盘挂载配置文件---(开机自动挂载)

• /etc/fstab配置文件格式

🌵使用"blkid"命令查看磁盘分区设备的"UUID"及"type"

       [root@shawn ~]#blkid | grep "sdb1"

           /dev/sdb1: UUID="7e95e893-4738-4e8f-896a-d1e0f0e58cde" TYPE="xfs"

 

🌵文件内容设置格式

      1.[设备的UUID] [挂载目录] [文件系统类型] [挂载参数:默认] [是否备份:0] [是否检查:0]

       例 : "UUID=987083d5-fcd9-4933-8c6f-939a1f79cb8a /home xfs defaults 0 0""

      2.[设备名称] [挂载目录] [文件系统类型] [挂载参数:默认] [是否备份:0] [是否检查:0]

        例 : "/dev/sdb1 /test1 xfs defaults 0 0"

 

🌵"-a":从新加载"fstab"文件, 并且会检测语法是否正确

       #[root@shawn ~]#mount -a

七.制作 swap 分区

1.使用fdisk 或者 gdisk 工具分出一个磁盘空间

🌵分出一块空间,然后查看一下

         [root@shawn ~]#gdisk /dev/sdc Command (? for help): n    #创建分区

          Partition number (2-128, default 2):                                     #分区号默认

          First sector (34-6291455966, default = 1026048) or {+-}size{KMGTP}:                           #其实位置

          Last sector (1026048-6291455966, default = 6291455966) or {+-}size{KMGTP}: +1G     #分区大小

         Current type is 'Linux filesystem'

         Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300):     #文件系统类型默认

         --------------------------------------------------------------

       

         Command (? for help): p          #查看

        Number        Start (sector)     End (sector)     Size                 Code      Name

        1                   2048                  1026047           500.0 MiB       8300       Linux filesystem

        2                  1026048 -            3123199         1024.0MiB       8300       Linux filesystem    #成功

         ---------------------------------------------------------------

   

          Command (? for help): w                               #保存退出

          Do you want to proceed? (Y/N): y                  #确认

          The operation has completed successfully.    #分区成功

2.再次查看一下磁盘设备

🌵查看

             # lsblk

             # ll /dev/sd + 双击 Tab 键

 

🌵如果没有显示出来就使用"partprobe"命令刷新一下内核(经常使用的命令)

            # partprobe

3.制作swap文件系统

           [root@shawn ~]#mkswap /dev/sdc2

           正在设置交换空间版本 1，大小 = 1048572 KiB

           无标签，UUID=537af376-fe42-4b9f-9bf8-f1e036a27295

4.激活swap分区,并对比前后大小

🌵激活前使用"free"内存查看命令查看"swap"空间大小

           [root@shawn ~]#free -m

                       total     used    free     shared    buff/cache    available

            Mem:  972     125      532      7             313               702

           Swap: 1906     0         1906           #可以看到大小为"1964M"

 

🌵使用"swapon"命令激活分区

          [root@shawn ~]#swapon /dev/sdc2

 

🌵再次查看"swap"空间大小

          [root@shawn ~]#free -m

                      total    used    free   shared   buff/cache    available

          Mem:   972    126      532     7           314               701

          Swap:  2930   0        2930       #空间已经变成了"2930M"

 

🌵也可以使用"swapon -s"查看到"swap"空间及设备

          [root@shawn ~]#swapon -s

          文件名         类型             大小          已用      权限

         /dev/sda3      partition      1952764    0            -2

         /dev/sdc2      partition     1048572   0            -3

 

ps: 如果磁盘没有过多的分区给 swap, 可以通过文件来增加 swap空间, 但本质上还是磁盘空间

 

5.使用文件来制作swap

 🌵首先制作一个500M(大小自己设置)大小的文件,可以使用"泡泡机"

            [root@shawn ~]#dd if=/dev/zero of=/swap_file bs=500M count=1

 

🌵查看文件信息

            [root@shawn ~]#ll -h /swap_file

            -rw-r--r-- 1 root root 500M 11月 7 16:56 /swap_file #大小"500M"

 

🌵制作"swap"文件系统

             [root@shawn ~]#mkswap /swap_file

 

🌵激活这个"文件swap分区"

            [root@shawn ~]#swapon /swap_file

 

🌵使用"swapon -s"查看"swap"设备信息

           [root@shawn ~]#swapon -s

          文件名         类型         大小             已用      权限

          /dev/sda3    partition    1952764      264       -2

          /swap_file    file            511996        0           -3

 

🌵可以发现是"file"类型的"swap"分区

 

6.关闭swap分区

🌵"swapoff /dev/sdc2"关闭某一个"swap"分区

            [root@shawn ~]#swapoff /dev/sdc2

            [root@shawn ~]#free -m

                        total     used    free    shared    buff/cache    available

            Mem:   972      125     533     7             313               701

           Swap:  1906      0       1906           #对比之前可以发现"swap"空间减少了

 

🌵"swapoff -a"关闭所有"swap"分区

            [root@shawn ~]#swapoff -a

            [root@shawn ~]#free

                         total            used      free         shared     buff/cache   available

             Mem:   995684      127240   547912   7736         20532          720260

            Swap:    0                0             0             #"swap"分区被置空了

 

7.设置开机自动挂载新增的swap分区

• /etc/fstab: 方法与上面磁盘设置相似

🌵方式一:使用"UUID"

             例: "UUID=de5f8b73-bebd-487d-8c80-53c6721b4a7f swap swap defaults 0 0"

 

🌵方式二

             例:  "/dev/sdc2 swap swap defaults 0 0"           #正常磁盘设备

             例: "/dev/sdc1 /file_swap swap defaults 0 0"     #磁盘文件

 

 

八.服务器RAID卡配置方法

Dell R740服务器配置RAID5+1

 

九.服务器文件系统的修复

  1.什么情况会造成文件系统错误

• Linux系统中,为了提升读写速度, 通常将要写入硬盘的数据先放在内存中(buff区)

• 等攒够了一波再写入内存, 如果这时突然断电或其它未知原因产生后

• 从新启动系统后,可能会发现系统提示: 文件系统错误信息

  ps : 查看运行日志可以提示出损坏的文件系统

2.真实情况下修复方式

• 操作系统进不去, 可以先进到单用户模式进行操作
• 首先尝试 mount 和 umount ,看看能不能重放日志进行修复
• 不行再执行 xfs_repair -n [磁盘设备名], 只检查不修复 (它会检查文件系统, 如果损坏会列出将要执行的操作)
• 如果检测到日志与数据不一致, 系统会推荐以读写的方式挂载, "xfs"会在挂载的时候修复这种不一致. 命令 : mount -o rw,norecovery [磁盘设备] [挂载目录]
• 上述不成功只能使用以下实验中的方法

2.文件系统损坏与修复演示

• 为了让情况更明白, 我们来模拟一下文件系统损坏的实验
• 我们模拟把我的"/dev/sdc1"损坏

🌵首先查看一下"/dev/sdc1"的挂载与空间情况

             [root@shawn ~]#df -h | grep "/dev/sdc1"

                  /dev/sdc1 497M 26M 472M 6% /test2      #总共"497M"空间

 

🌵查看一下文件

             [root@shawn ~]#echo 2222 > /test2/a.txt

             [root@shawn ~]#cat !$

              2222

 

🌵使用"泡泡机"模拟损坏文件系统

            [root@shawn ~]#dd if=/dev/zero of=/dev/sdc1 bs=1M count=200

             记录了200+0 的读入

             记录了200+0 的写出

             209715200字节(210 MB)已复制，0.632261 秒，332 MB/秒

 

🌵再次操作"/test2/a.txt"文件

            [root@shawn ~]#echo 5555 > /test2/a.txt

            [root@shawn ~]#cat !$ 5555              #发现文件读写还是正常的

 

🌵卸载然后再次挂载---->发现已经损害

            [root@shawn ~]#umount /dev/sdc1

            [root@shawn ~]#mount /dev/sdc1 /test2

            mount: 将 /dev/sdc1 挂载到 /test2 失败: 结构需要清理

 

🌵使用"xfs_repair"命令修复文件系统

            [root@shawn ~]#xfs_repair /dev/sdc1

             ..............

             ......

             done           #修复操作完成

 

🌵再次挂载,并查看文件

             [root@shawn ~]#mount /dev/sdc1 /test2

             [root@shawn ~]#cat /test2/a.txt

             5555           #文件也有,说明修复成功了

 

 

 

 

 

• 紧接着实验
• 上面我们是用"泡泡机"制造了 200M 的大小进行覆盖
• 现在我们来加大一点空间 255M 来进行实验

 

🌵开始模拟损坏 255M

         [root@shawn ~]#dd if=/dev/zero of=/dev/sdc1 bs=1M count=255

             记录了255+0 的读入

             记录了255+0 的写出

             267386880字节(267 MB)已复制，0.475109 秒，563 MB/秒

 

 

🌵对文件进行读写直接就报错了

          [root@shawn ~]#echo 5555 > /test2/a.txt

            -bash: /test2/a.txt: 结构需要清理

           [root@shawn ~]#ls /test2/a.txt

             ls: 无法访问/test2/a.txt: 输入/输出错误

 

🌵于是来卸载进行修复----呵呵

          [root@shawn ~]#umount /dev/sdc1

          [root@shawn ~]#xfs_repair /dev/sdc1

            .....................

             ............

           .Sorry,balabala    #失败了

• 修复失败了
• 那我们只能进行强制修复了
• 选项 "-L" 进行强制修复, 但这种情况会清除日志文件, 数据也就没有了, 意义就在于能用

 

🌵我们来进行"-L"选项进行强制修复

          ⛅第一种情况强制修复成功,可以挂载了,但没有数据

               [root@shawn ~]#xfs_repair -L /dev/sdc1

               [root@shawn ~]#mount /dev/sdc1 /test2

               [root@shawn ~]#cat /test2/a.txt

               cat: /test2/a.txt:       没有那个文件或目录

          ⛅第二种情况,使用了强制修复也无法成功

                [root@shawn ~]#xfs_repair -L /dev/sdc1

                 ........................

                 ..............

                 ..Sorry, balabala

                 EXiting now.    #强制也失败了

 

 

🌵强制也是失败的情况下只能重做文件系统了

              [root@shawn ~]#mkfs.xfs /dev/sdc1        

              #于是一块新的磁盘分区就诞生了

4.修复总结

• xfs_repair方法, 成功后恢复数据

• xfs_repair -L强制, 成功后数据消失

• mkfs.xfs格式化是最终解决方案, 数据消失

• 修复不了数据是因为磁盘分区信息表被损坏导致的, 能修复可能是没有损坏到分区信息(随机性)

• 做本次实验的目的在于: 数据不可能 100% 的修复回来, 这时候就需要你有备份意识, 可见备份的重要性

 

十.xfs文件系统备份与恢复

1.XFS的备份级别

级别	说明
0	完全备份
1~9	增量备份

2.两种备份说明

备份名称	说明
完全备份	每次都将指定的目录完完整整的复制一份
增量备份	每次都将之前备份后有变化的文件进行备份

3.备份与恢复命令

• 备份: xfsdump

    xfsdump -l 0 -L xxx_bak -M "bak_all" -f /opt/xxx_bak_all /test

选项	作用
-l (小写L)	指定level, 0~9, 默认为 0
-L	纪录每次备份的 session 标头, 这里可以填写针对此文件系统的简易说明
-M	可以纪录储存媒体的标头, 这里可以填写此媒体的简易说明
-f	后面接 [将要产生的备份路径及名字] [想要备份的原路径]
-I (大写 i)	从"/var/lib/xfsdump/inventoty" 里列出目前备份的信息状态

• 恢复: xfsrestore

    xfsrestore -f /opt/xxx_bak_all /xxx路径

选项	作用
-f	后面接 [备份文件路径] [想要恢复到的路径]

4.xfsdump使用限制

• 必须用 root 权限
• 只能备份已挂载的文件系统
• 只能备份XFS文件系统
• 只能用xfsrestore恢复
• 透过文件系统的UUID来分辨备份档，因此不能备份相同UUID的文件系统

5.备份与恢复原则

• 备份 : 先做全量备份, 然后再做增量备份 (源路径的末尾不能有"/")
• 恢复 : 先恢复全量备份, 然后按时间点从远到近恢复增量备份

6.数据备份与恢复演示

• 数据备份

 

🌵先准备一个已经关联了一个目录的文件系统

🌵怎么分区制作文件系统上面已经介绍,这里不做赘述

       [root@shawn ~]#df -h | grep "/dev/sdc1"

        /dev/sdc1     497M    26M     472M    6%    /test2

 

🌵在"/test2"下创建文件

      [root@shawn ~]#echo 222 > /test2/2.txt

      [root@shawn ~]#cat /test2/1.txt /test2/2.txt

       111

       222

 

🌵开始一次全量备份"xfsdump", 并查看

     [root@shawn ~]#xfsdump -l 0 -L sdc1_bak_all -M "all_bak" -f /mnt/sdc1_bak_all /test2

      .....................

      ........:SUCCESS     #提示"SUCCESS"代表成功

     [root@shawn ~]#ls /mnt sdc1_bak_all     #发现备份文件存在

 

🌵我们在"/test2"下修改"2.txt",并新增"3.txt",然后进行增量备份

       [root@shawn ~]#echo 555 >> /test2/2.txt

       [root@shawn ~]#echo 666 > /test2/3.txt

       [root@shawn ~]#cat /test2/2.txt /test2/3.txt  

       222

       555      #追加了这一行

       666       #新加了这个文件

      [root@shawn ~]#xfsdump -l 1 -L sdc1_bak_all -M "add1" -f /mnt/sdc1_bak_add1 /test2

      [root@shawn ~]#ls /mnt sdc1_bak_add1

      sdc1_bak_all              #出现了第一次的增量备份文件

 

 

 

• 数据恢复

🌵我们将"/test2"下的文件全部删除来演示数据消失

        [root@shawn ~]#rm -rf /test2/*

        [root@shawn ~]#ll /test2/ 总用量 0      #清理干净了

 

 

🌵先恢复全量备份"sdc1_bak_all", 并查看文件

      [root@shawn ~]#xfsrestore -f /mnt/sdc1_bak_all /test2

      [root@shawn ~]#ls /test2

        1.txt 2.txt

      [root@shawn ~]#cat /test2/1.txt /test2/2.txt

        111

        222               #发现是最开始的全量备份的数据状态

 

🌵再恢复第一次的增量备份"sdc1_bak_add1", 并查看文件

       [root@shawn ~]#xfsrestore -f /mnt/sdc1_bak_add1 /test2

       [root@shawn ~]#ls /test2

        1.txt 2.txt 3.txt

       [root@shawn ~]#cat /test2/1.txt /test2/2.txt /test2/3.txt

       111

       222

       555

       666             #发现正是第一次增量备份时的数据状态