磁盘和文件系统管理述

    我们知道一块磁盘是可以被分区成多个分区的（partition），以Windows的观点来看，你可能会有一颗磁盘并且将他分区成为C:, D:, E:盘，那个C, D,E就是分区。Linux的设备都是以文件的型态存在，磁盘设备接口的不同也早就了磁盘文件名的不同。即IDE接口的磁盘设备文件名都是/dev/hd[a-z]的格式,例如：/dev/hda./dev/hdb。SCSI, SATA, SAS, USB接口的磁盘设备文件名都是：/dev/sd[a-z],例如sda.sdb,磁盘设备的命名主要是根据Linux核心侦测到磁盘的顺序来进行的，例如你有两块SATA接口的硬盘要插在有六个SATA插槽的主板上，一块插在SATA1接口上一块插在STAT3接口上，因为是使用侦测到的顺序来决定设备文件名，并非与实际插槽代号有关，所以这两块磁盘的命名就是SATA1插槽上为/dev/sda,而SATA3插槽上的为/dev/sdb。那么同一设备上的不同分区表示就是1.2.3.4.5这样，/dev/sda磁盘上的分区命名为/dev/sda1,/dev/sda2….注意：centos6和centos7统统将硬盘设备文件标识为/dev/sda[a-z]#

    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机构称为文件管理系统，简称文件系统。

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磁盘分区

    两种分区方式： MBR， GPT

    早期的 Linux 系统为了兼容Windows的磁盘，因此使用的是支持 Windows 的 MBR（Master Boot Record, 主要开机纪录区）的方式来处理开机管理程序与分区表！而开机管理程序纪录区与分区表则通通放在磁盘的第一个扇区， 这个扇区通常是512Bytes的大小（旧的磁盘扇区是512Bytes)所以说，第一个扇区及（0扇区）512Byte会有两个数据；

    主要开机记录区（Master Boot Record, MBR）：主要用于引导系统启动，有446 Bytes
    分区表（partition table）：记录整颗硬盘分区的状态，有64 Bytes

    由于分区表所在区块仅有64 Bytes容量，而每个分区要占用16Bytes,因此最多仅能记录4个分区，每个记录区记录了该区段的启始与结束的柱面号码。假设这个设备名称为/dev/sda/那么这个4个分区的命名分别是/dev/sda1,sda2,sda3,sda4.而这4个分区又被称为主分区和扩展分区，通常这4个分区为3个主分区和一个扩展分区，而扩展分区又可延伸N个逻辑分区（注意；一旦运用扩展分区，即此扩展分区不在存储实际数据，而是存储指向逻辑分区的信息，逻辑分区的设备名只能从5开始。）

    GPT支持128个分区，已经没有所谓的主、延伸、逻辑分区的概念，每个都可以视为是主分区，使用64位，支持8Z（512Byte/block ） 64Z （4096Byte/block）GPT磁盘分区结构解决了MBR只能分4个主分区的的缺点，并且支持大硬盘，分区结构清晰简单而且有备份。

    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，使操作系统启动

    结构如；

    

    保护MBR区：与 MBR 模式相似的，记录开机引导信息程序。

    GPT头：这个部份纪录了分区表本身的位置与大小，同时纪录了备份用的GPT分区放置的位置，同时放置了分区表的检验码（CRC32），操作系统可以根据这个检验码来判断GPT是否正确。若有错误，还可以通过这个纪录区来取得备份的GPT（磁盘最后的那个备份区块） 来恢复GPT的正常运行！

    分区表：实际记录分区信息处        

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管理分区  

    工具；fdisk，parted,sfdisk

    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
    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
    fdisk /dev/sdb
    gdisk /dev/sdb 类fdisk 的GPT分区工具

    lsblk:查看当前所有磁盘分区情况
  fdisk命令

    fdisk -l [-u] [device…]:列出指定磁盘设备上的分区情况；查看磁盘的分区信息

]# fdisk -l /dev/sda
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *           1          64      512000   83  Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2              64       15666   125316096   8e  Linux LVM

上面可看到设备名称是/dev/sda,大小为128G，等信息….，下边一栏则显示的是分区信息，可看到目前有两个分区，分别sda1和sda2，而sda1作为了系统的引导分区，开始柱面为1，结束柱面为64，块大小，分区类型ID等等…（注意；对cenots6来说start是开始柱面，End是结束柱面，对centos7来说start是开始扇区，End是结束扇区）

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fdisk device（设备）

    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；所有操作均在内存中进行，没有直接同步到磁盘；直到使用w命令保存到磁盘上才会生效

n:创建新分区

d:删除已有分区

t:修改分区类型

l:查看所有已知id

w:保存并且退出

q:不保存并退出

m:查看帮助信息

p:显示现有分区信息

示例

~]# fdisk /dev/sda
Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 3
First cylinder (7859-15665, default 7859): 
Using default value 7859
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (7859-15665, default 15665): +10G
Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
e
Selected partition 4
First cylinder (9165-15665, default 9165): 
Using default value 9165
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (9165-15665, default 15665): 
Using default value 15665
Command (m for help): n
First cylinder (9165-15665, default 9165): 
Using default value 9165
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (9165-15665, default 15665): +10G
Command (m for help): w
~]# partx -a /dev/sda

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重读分区表

创建后

partx -a /device

删除后
partx -d -n M:N /dev/DEVICE
centos6: –nr N-M
CentOS 5， 7: 使用partprobe
partprobe [/dev/DEVICE]

也可在fdisk交互界面进行删除分区动作

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swap交换分区

交换分区是系统RAM的补充

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 [option] device

-L label:指明卷标

-f:强制

交换分区的启用和禁用：

启用:swapon

swap [option][option]

使用swapon -a 激活交换空间:定义在/etc/fstab文件中的所有swap设备

禁用:swapoff

swapoff device

findfs ：查找分区
findfs [options] LABEL=<label>
findfs [options] UUID=<uuid>

]# findfs UUID=40ad1cd6-2e57-422d-9af7-1015a582636d
/dev/sdb1

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管理文件系统：

Linux文件系统: ： ext2(Extended file system), ext3,ext4, xfs（ SGI） , btrfs（ Oracle） , reiserfs, jfs（AIX） , swap

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

文件系统的组成部分：

文件系统驱动:由内核提供，

文件系统管理工具:由用户空间的应用程序提供

如果一个文件系统想要在系统上运行起来的话，必须要装载对应的模块

lsmod:查看当前系统内核已经装载的模块，如果内核相应识别一个文件系统，必须先装载这个模块

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创建文件系统的工具

mkfs；

mkfs.ext2(无日志功能),mkfs.ext3,mkfs.ext4,mkfs.xfs,mkfs.vfat…

centos6如果使用xfs文件系统，需要安装（xfsgrogs）

再次执行mkfs.ext3 /dev/sda6,将ext2文件系统格式化为ext3。

当然了也可以再次格式话为ext4格式，ext4格式同样支持日志功能，而且在单个文件和单个文件系统的大小比ext3性能更强大 

centos6 默认不支持xfs

如果要安装得先安装xfsprogs工具；可用yum进行安装，然后在执行]# mkfs.xfs /dev/sda6 -f 强制将文件系统格式化为xfs格式

检测及修复文件系统的工具

fsck:check and repair a Linux file system（通用所有文件系统）使用此修复功能必须先取消挂载，要不会然会破坏数据

修复的工作特性就是把不连续的文件删除进行的。

-t fstype:指明文件系统类型

fsck -t ext4 = fsck.ext4

-a:无需交互而自动档修复所有错误；（不建议）

-r: 交互式修复；

windows文件系统

#mkfs.vfat device

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);

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blkid命令：可查看文件系统类型

blkid /dev/sda#

blkid -L label:根据label定位为设备

blkid -U UUID:根据UUID定位设备

每一个设备都有一个随机的UUID；全局唯一标识符

lsblk命令

lsblk /device:查看磁盘分区类型

-f ：磁盘分区类型和文件系统类型一起显示

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ext系列文件系统的管理工具：

mkfs.两次tab可看到多种文件系列

mkfs.ext2,mkfs.ext3,mkfs.ext4（向前兼容较老的版本）

mkfs -t ext2=mkfs.ext2

ext2:没有日志功能，ext3,4有日志功能，ext4性能有很大提升，建议使用ext4文件系统

命令

mkfs.ext2 /dev/sda#(敲下回车，及完成格式化文件系统)

mke2fs;

mke2fs  [ option] device

-t{ext2|ext3|ext4}:指明要创建的文件系统类型

mkfs.etx4=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inode

-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，不加^表示启用此特性，加^表示关闭此特性

创建文件系统后回显信息；

e2label命令：卷标的查看与设定

查看:e2label device

设定:e2label device LABEL

tune2fs命令:查看或修改ext系统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 [option]device

-l:查看超级块的内容；

修改指定文件系统的属性

-j:ext2 –>ext3

增加了日志功能，实际操作就是把ext2改为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_option:开启或关闭某种默认挂载选项

acl

^acl

dumpe2fs命令：显示ext系列文件系统的属性信息

dumpe2fs [-h]device和tune2fs -l /device效果一样    

查看超级块信息（分组信息），分区用分组管理

实现文件系统检测的工具

因进程意外终止或系统崩溃等原因导致写入操作非正常终止时，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

e2fsck:check a Linux ext2/ext3/ext4 file system(ext系列文件专用的检测修复工具)

e2fsck[option]device

-y:对所有问题自动回答为yes

-f:强制修复;即使文件系统处于clean状态，也要强制进行检测

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使用文件系统：

首先要挂载：mount(挂载)命令和umount（卸载)命令

跟文件系统之外的其他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”；

挂载点需要具备一下条件：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他进程使用到的目录

(3)挂载点下原有的文件将会被隐藏；

mount命令：

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

使用不带任何选项的mount命令可以显示当前所有已经挂载了的文件系统

设备挂载或卸

命令选项：

-r:readonly,只读挂载；

-w:read and write,读写挂载

-n:默认情况下，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:挂载时以卷标方式指明设备；

mount -L LABEL dir

-U UUID:挂载时以UUID方式指明设备；

-o option:挂载选项，多个选项之间用逗号隔开

默认挂载选项以外的选项才会显示在/etc/mtab和/proc/mounts中

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/nodirname: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:是否支持自动挂载,是否支持-a选项

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

mount –bind 源目录 目标目录（可以实现将目录绑定在另一个目录上，作为其临时访问入口；）

defaults:Use default options: rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async, and relatime.（不加任何选项的默认挂载生效的选项）

查看当前系统上所有已挂载的设备

#mount

#cat /etc/matb

#cat /proc/mounts

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挂载光盘；

mount -r /dev/cdrom mount_point

===================================================================

光盘设备文件：/dev/cdrom

挂载U盘：

实现识别u盘的设备文件；

====================================================================

umount卸载命令：

umount device|dir

注意：正在被进程访问到的挂载点无法被卸载；

查看被哪个或者哪些进程所用：

#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

=====================================================================

挂载本地的回环设备；

#mount -o loop /path/to/some_loop_file mount_point

======================================================================

设定除了根文件系统以外的其他文件系统能够开机时自动挂载：/etc/fstab文件

]# cat /etc/fstab 
#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Wed Aug 24 19:00:44 2016
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
/dev/mapper/vg0-root    /                ext4    defaults         1 1
UUID=8eba0853-3403-459b-9021-b3fc0da22d99 /boot      ext4    defaults         1 2
/dev/mapper/vg0-usr     /usr              ext4    defaults         1 2
/dev/mapper/vg0-var     /var              ext4    defaults         1 2
/dev/mapper/vg0-swap     swap             swap    defaults         0 0
tmpfs            /dev/shm            tmpfs    defaults         0 0
devpts            /dev/pts           devpts   gid=5,mode=620      0 0
sysfs            /sys              sysfs    defaults         0 0
proc            /proc              proc    defaults         0 0

每行定义一个要挂载的文件系统及其相关属性

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,tmpts

(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，彼此间以逗号分隔

(5)转储频率（备份）

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

mount -a :可自动挂载定义在此文件中的所支持自动挂载的设备；

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df和du补充

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

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du命令:查看目录大小

du[option]…[file]

-s:sumary

-h:human-readble

]# du -sh /root/
78M	/root/

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命令整理