Linux磁盘管理 and 文件系统管理

 磁盘管理

    主要有以下几部分

       磁盘结构

       分区类型

       管理分区

       管理文件系统

       挂在设备

       管理虚拟内存

设备文件

       I/O Ports: I/O 设备地址

       一切皆文件

         open(), read(), write(), close()等一些系统库函数

      设备类型

        块设备:block ,存取单位“块”,磁盘

        字符设备:char ,存取单位“字符”,键盘

      设备文件:关联至一个设备驱动程序,进而能够跟与之对应硬件设备进行通信

      设备号码

        主设备号:major number, 标识设备类型

        次设备号:minor number, 标识同一类型下的不同设备

硬盘的借口类型

        并行:

            IDE :133MB/s

            SCSI :640MB/s

        串口:

            SATA :6Gbps   /8=768左右的MB/s

            SAS :6Gbps

            USB :480MB/s

            传输速度都是理论值,这里说的是最高值

        rpm: rotations per minute每分钟的转速

设备文件

   磁盘设备的设备文件命名:/dev/DEV_FILE

                      IDE: /dev/hd

     SCSI, SATA, SAS, USB: /dev/sd

       虚拟机里的虚拟磁盘:/dev/vda

     不同设备:a-z

             /dev/sda, /dev/sdb, …

    同一设备上的不同分区:1,2, …

        /dev/sda1, /dev/sda5    传统分区方式GBR

一张图来看下硬盘的结构

   传统机械硬盘:

硬盘的一些存储术语

    先来一张硬盘的磁道图:

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        head :磁头   最多256个   n个盘面,n个磁头

        track :磁道 从外向内:0磁道,1磁道……

        cylinder: 柱面

        secotr: 扇区,512bytes

fdisk命令查看:  -u可以用扇区显示  图为柱面单位

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使用分区空间

    设备识别

    设备分区

    创建文件系统

    标记文件系统

    在/etc/fstab 文件中创建条目

    挂载新的文件系统

磁盘的分区

    为什么划分分区?

        • 优化I/O 性能

        • 实现磁盘空间配额限制

        • 提高修复速度

        • 隔离系统和程序

        • 安装多个OS

两种分区方式:MBR(默认的分区方式),GPT

    MBR: Master Boot Record ,1982年,使用32位表示扇区数,分区不超过2T          ——主引导记录

    如何分区:按柱面

    0磁道0 扇区:512bytes

    446bytes: boot loader  —引导加载器  在安装操作系统时创建

    64bytes :分区表

    1    6bytes: 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)

一张图认识一下MBR硬盘分区结构:

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      添加新的硬盘  然后输入下面的命令

触发磁盘的生成

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Windows的分区方式:MBR

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GRT分区方式

    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区表示磁盘和分区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

下面来看一下GPT分区方式的结构图:

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图形化的分区工具

    图形化磁盘管理功能工具:点击“应用程序”-> “系统工具”-> “磁盘”或执行命令gnome-disks

管理分区

    列出块设备

       lsblk

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    创建分区使用:

        • fdisk创建MBR分区,也支持GPT,对于一块硬盘,最多只能管理15分区 -l显示分区表

            注意:fdisk /dev/sda对硬盘进行分区,sda后面不加任何字符  

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            p显示分区情况;n划分分区;q不存盘退出;w存盘退出;d删除分区

            加完分区之后,执行partx -a /dev/sda命令生效 

  • gdisk创建GPT分区

        • GNU parted 高级分区操作(创建、复制、调整大小等等)

    partprobe -重新设置内存中的内核分区表版本

分区工具fdisk和gdisk

    fdisk /dev/sdb

    gfisk /dev/sdb

        # fdisk -l [-u] [device…]

    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

同步分区表

    查看内核是否已经识别新的分区:

                # cat /proc/partations

    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 

文件系统的简介

    ·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    blkid可查看

        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

文件系统的分类

    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

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创建文件系统

    mkfs 命令:  格式化

        (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'指定卷标

            -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 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:关闭指定的特性

文件系统标签

    指向设备的另一种方法

    与设备无关

    blkid :块设备属性信息查看

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    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

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        -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:查看超级块的信息(分组信息),分区用分组管理

文件系统检测和修复

    常发生于死机或者非正常关机之后

    挂载为文件系统标记为“dirty” ”

    fsck: File System Check

        fsck.FS_TYPE

        fsck -t FS_TYPE

             -a: 自动修复错误

             -r: 交互式修复错误

    注意: FS_TYPE 一定要与分区上已经文件类型相同;

    e2fsck:ext 系列文件专用的检测修复工具

        -y:自动回答为yes

        -f:强制修复

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 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

用mount命令挂载文件系统

    挂载方法:mount DEVICE MOUNT_POINT

    mount :通过查看/etc/mtab 文件显示当前已挂载的所有设备

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

            device :指明要挂载的设备;

            (1) 设备文件:例如/dev/sda5

            (2) 卷标:-L 'LABEL', 如 例如 -L 'MYDATA'

            (3) UUID, -U 'UUID'如:例如 -U '0c50523c-43f1-45e7-85c0-a126711d406e'

            (4) 伪文件系统名称:proc, sysfs, devtmpfs, configfs

            dir:挂载点

                事先存在;建议使用空目录

                进程正在使用中的设备无法被卸载

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     此命令可以查看此挂载点有哪些使用者

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      强行终止其他终端的此进程

mount常用的命令选项

    -t vsftype :指定要挂载的设备上的文件系统类型

    -r: readonly ,只读挂载  只允许读取

    -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

    -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 :是否支持suid和sgid权限  系统默认不启用

         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

挂载点和/etc/fstab

        配置文件系统体系

        被mount 、fsck 和其它程序使用

        系统重启时保留文件系统体系

        可以在设备栏使用文件系统卷标

        使用mount -a 命令挂载/etc/fstab中所有的文件系统

    文件挂载的配置文件

        /etc/fstab 每行定义一个要挂载的文件系统;

        ·要挂载的设备或伪文件系统

        ·挂载点

        ·文件系统类型

        ·挂载选项

        ·转储频率

        ·自检次序

        *要挂载的设备或伪文件系统:

            设备文件、LABEL(LABEL="") 、UUID(UUID="") 、伪文件系统名称(proc,sysfs)

        *挂载选项: defaults

        *转储频率: 0:不做备份

                    1:每天转储

                    2:每隔一天转储

        *自检次序: 0:不自检

                    1:首先自检;一般只有rootfs才用1

利用文件,实现文件系统    一些相关命令:

然后vim /etc/fstab加一行

处理交换文件和分区

    交换分区是系统RAM 的补充

    基本设置包括:

        • 创建交换分区或者文件

        • 使用mkswap 写入特殊签名

        • 在 在/etc/fstab 文件中添加适当的条目

        • 使用swapon -a 激活交换空间

挂载交换分区

    启用:swapon

        swapon [OPTION]… [DEVICE]

            -a :激活所有的交换分区;

            -p PRIORITY :指定优先级

            /etc/fstab:pri=value

    禁用:swapoff [OPTION]… [DEVICE]

swap的优先级

    ·用户可以给某个swap 指定一个0 到32767 的优先级

    ·如果用户没有指定,那么核心会自动给swap指定一个优先级,这个优先级从-1 开始,每加入一个新的没有用户指定优先级的swap ,会给这个优先级减一。

    ·先添加的swap 的缺省优先级比较高,除非用户自己指定一个优先级,而用户指定的优先级( 正数) 永远高于核心缺省指定的优先级(是负数)。

    ·优化性能:分布存放,高性能磁盘存放



下面我们来创建一个全新的swap分区:

先用free命令查看下swap大小  free后面可跟-k;-m;-G表示大小用k,m,G显示

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然后我们在新的硬盘上创建一个swap分区

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好的,一条命令查看是否创建成功:

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OK,创建成功  接下来格式化我们的新分区

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好的  完成格式化   这里加了卷标(-L)

接下来进行挂载:vim /etc/fstab

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把要挂载的文件写入系统设置里进行保存 LABEL那行是我们要加的

在启用之前  可以用swapon -n查看

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        新硬盘的swap分区启用成功

然后   来指定一下swap的优先级  

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这里呢 defaults是系统默认 是负数   把它换成pri=数字  存盘

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先禁用一下要改优先级的分区  然后再启用  优先级修改成功



原创文章,作者:旧城以西,如若转载,请注明出处:http://www.178linux.com/40874

评论列表(1条)

  • 马哥教育
    马哥教育 2016-09-02 12:04

    总结的很完整,图文并貌,内容充实。

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