linux磁盘管理及文件系统

linux磁盘管理及文件系统

硬盘存储术语
    head：磁头 

        track：磁道 

        cylinder: 柱面 

        secotr: 扇区，512bytes

分区
   两种分区方式：MBR，GPT 

       MBR:

               Master Boot Record，1982年，使用32位表示扇区 数，分区不超过2T 

       如何分区：

               按柱面 

       0磁道0扇区：

              512bytes 446bytes: boot loader

              64bytes：分区表

             16bytes: 标识一个分区

             2bytes: 55AA 

            4个主分区；3主分区+1扩展(N个逻辑分区)

        GPT:

                GUID patition table 支持128个分区，使用64位，支 持8Z（ 512Byte/block ）64Z （ 4096Byte/block） 

                使用128位UUID 表示磁盘和分区 GPT分区表自动备份在头 和尾两份，并有CRC校验位 

                UEFI (统一扩展固件接口)硬件支持GPT

Linux磁盘管理常用三个命令为df、du和fdisk。

         df：列出文件系统的整体磁盘使用量 

         du：检查磁盘空间使用量

         fdisk：用于磁盘分区

df命令

      df命令参数功能：检查文件系统的磁盘空间占用情况。可以利用该命令来获取硬盘被占用了多少空间，目前还剩下多少空间等信息。

语法：

        df +选项+文件

选项与参数：

• -a ：列出所有的文件系统，包括系统特有的 /proc 等文件系统；

• -k ：以 KBytes 的容量显示各文件系统；

• -m ：以 MBytes 的容量显示各文件系统；

• -h ：以人们较易阅读的 GBytes, MBytes, KBytes 等格式自行显示；

• -H ：以 M=1000K 取代 M=1024K 的进位方式；

• -T ：显示文件系统类型, 连同该 partition 的 filesystem 名称 (例如 ext3) 也列出；

• -i ：不用硬盘容量，而以 inode 的数量来显示

列出所有文件系统   df -a

将容量结果以易读的容量格式显示出来    df -h

将系统内的所有特殊文件格式及名称都列出来   df -aT

将 /etc 底下的可用的磁盘容量以易读的容量格式显示   df -h /etc

du命令

linux du命令也是查看使用空间的，但是与df命令不同的是Linux du命令是对文件和目录磁盘使用的空间的查看，还是和df命令有一些区别的，这里介绍Linux du命令

语法  du + 选项+文件或者目录名称

选项与参数：

• -a ：列出所有的文件与目录容量，因为默认仅统计目录底下的文件量而已。

• -h ：以人们较易读的容量格式 (G/M) 显示；

• -s ：列出总量而已，而不列出每个各别的目录占用容量；

• -S ：不包括子目录下的总计，与 -s 有点差别。

• -k ：以 KBytes 列出容量显示；

• -m ：以 MBytes 列出容量显示；

实例：

列出/etc所有的文件目录容量    du -a

与 df 不一样的是，du 这个命令其实会直接到文件系统内去搜寻所有的文件数据。

分区工具fdisk和gdisk

语法：

     fdisk +选项+装置名

     gaisk+选项+装置名

          -l ：输出后面接的装置所有的分区内容。若仅有 fdisk -l 时， 则系统将会把整个系统内能够搜寻到的装置的分区均列出来

创建分区

子命令： 

       p 分区列表 

       t 更改分区类型 

       n 创建新分区 

       d 删除分区 

       w 保存并退出 

       q 不保存并退出

 查看内核是否已经识别新的分区：

           # cat /proc/partitions

       通知内核重新读取硬盘分区表

        新增分区用

               partx -a -n M:N /dev/DEVICE

               kpartx -a /dev/DEVICE -f: force

       删除分区用

               partx -d -n M:N /dev/DEVICE centos6: –nr N-M 

    CentOS 5，7: 使用partprobe 

     partprobe [/dev/DEVICE]

parted命令 

        parted的操作都是实时生效的，小心使用 

            用法：

                   parted [选项]… [设备 [命令 [参数]…]…]

                   parted /dev/sdb mklabel gpt|msdos

                   parted /dev/sdb print parted /dev/sdb mkpart primary 1 200 （默认M）

                   parted /dev/sdb rm 1

                   parted -l

文件系统
    文件系统是操作系统用于明确存储设备或分区上的文件的方 法和数据结构；即在存储设备上组织文件的方法。操作系统 中负责管理和存储文件信息的软件结构称为文件管理系统， 简称文件系统。 

        从系统角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组 织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的 系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修 改、转储文件，控制文件的存取，安全控制，日志，压缩， 加密等。

文件系统类型
    Linux文件系统: ext2, ext3, ext4, xfs（SGI）, btrfs（ Oracle）, reiserfs, jfs（AIX）, swap swap: 交换分区 光盘：iso9660 

       Windows：fat32, ntfs 

       Unix: FFS（fast）, UFS（unix）, JFS2 

       网络文件系统：NFS, CIFS 

       集群文件系统：GFS2, OCFS2（oracle） 

       分布式文件系统：ceph, moosefs, mogilefs, glusterfs, Lustre 

       RAW：未经处理或者未经格式化产生的文件系统

文件系统分类
   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 

       查前支持的文件系统：cat /proc/filesystems

磁盘格式化（创建文件系统）

       磁盘分割完毕后自然就是要进行文件系统的格式化，格式化的命令非常的简单，使用 mkfs（make filesystem） 命令。

       语法：mkfs [-t 文件系统格式] 装置文件名

mkfs命令：

      (1) # mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE ext4 xfs btrfs vfat

      (2) # mkfs -t FS_TYPE /dev/DEVICE -L 'LABEL': 设定卷标

创建ext文件系统

    mke2fs：ext系列文件系统专用管理工具

                   -t {ext2|ext3|ext4}

                   -b {1024|2048|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；此大 小不应该小于block的大小

                   -N #：为数据空间创建个多少个inode

                   -I 一个inode记录大小128—4096

                   -m #: 默认5%,为管理人员预留空间占总空间的百分比

                   -O FEATURE[,…]：启用指定特性

                   -O ^FEATURE：关闭指定特性

        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]

           findfs ：查找分区

                       findfs [options] LABEL=<label>

                       findfs [options] UUID=<uuid>

tune2fs
    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

                    -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,

                    –O ^has_journal

                   -o: 调整文件系统的默认挂载选项,–o ^acl

                    -U UUID: 修改UUID号 

          dumpe2fs：

                    -h：查看超级块信息（分组信息），分区用分组管理

磁盘检验

       fsck（file system check）用来检查和维护不一致的文件系统。
      若系统掉电或磁盘发生问题，可利用fsck命令对文件系统进行检查。

语法：fsck [-t 文件系统] [-ACay] 装置名称

选项与参数：

• -t : 给定档案系统的型式，若在 /etc/fstab 中已有定义或 kernel 本身已支援的则不需加上此参数

• -s : 依序一个一个地执行 fsck 的指令来检查

• -A : 对/etc/fstab 中所有列出来的 分区（partition）做检查

• -C : 显示完整的检查进度

• -d : 打印出 e2fsck 的 debug 结果

• -p : 同时有 -A 条件时，同时有多个 fsck 的检查一起执行

• -R : 同时有 -A 条件时，省略 / 不检查

• -V : 详细显示模式

• -a : 如果检查有错则自动修复

• -r : 如果检查有错则由使用者回答是否修复

• -y : 选项指定检测每个文件是自动输入yes，在不确定那些是不正常的时候，可以执行 # fsck -y 全部检查修复。

查看系统有多少文件系统支持的 fsck 命令

检查分区/dev/sdc2

挂载mount 

      挂载:    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

      卸载:   为解除此关联关系的过程 

      把设备关联挂载点：mount Point mount 

      卸载时：可使用设备，也可以使用挂载点 umount 

      挂载点下原有文件在挂载完成后会被临时隐藏 

      挂载点目录一般为空

Linux 的磁盘挂载使用 mount 命令，卸载使用 umount 命令

语法：mount [-t 文件系统] [-L Label名] [-o 额外选项] [-n]  装置文件名  挂载点

mount常用命令选项 

          -t vsftype：指定要挂载的设备上的文件系统类型 

          -r: readonly，只读挂载

      -w: read and write, 读写挂载 

          -n: 不更新/etc/mtab，相当于#mount 

          -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auto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 

      查看内核追踪到的已挂载的所有设备：

          cat /proc/mounts

mount常用命令选项
   -o options：(挂载文件系统的选项)，多个选项使用逗号分隔

       async：异步模式

       sync：同步模式,内存更改时，同时写磁盘

       atime/noatime：包含目录和文件

       diratime/nodiratime：目录的访问时间戳

       auto/noauto：是否支持自动挂载,是否支持-a选项

       exec/noexec：是否支持将文件系统上运行应用程序

       dev/nodev：是否支持在此文件系统上使用设备文件

       suid/nosuid：不否支持suid和sgid权限

       remount：重新挂载

       ro：只读

       rw：读写

       user/nouser：是否允许普通用户挂载此设备，默认管理员才能挂载

       acl：启用此文件系统上的acl功能 

       Defaults：相当于rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async

卸载命令
   查看挂载情况: #findmnt MOUNT_POINT 

       查看正在访问指定文件系统的进程：

               #lsof MOUNT_POINT #fuser -v MOUNT_POINT 

       终止所有在正访问指定的文件系统的进程：

               # fuser -km MOUNT_POINT 

       卸载：

             # umount DEVICE

             # umount MOUNT_POINT

选项与参数：

• -f ：强制卸除！可用在类似网络文件系统 (NFS) 无法读取到的情况下；

• -n ：不升级 /etc/mtab 情况下卸除。

注：  显示块文件的三种方法

  1、lsblk

  2、ll /dev/sd*

  3、cat /proc/partitions