​Linux基础知识之磁盘及文件系统管理(一)

1.设备类型：

    块设备(block)：随机访问，数据交换单位是"块"

    字符设备(character)：线性访问，数据交换的单位是"字符"

2.设备文件：FHS

    /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：

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

        minor：次设备号，区分同种类型下的不同设备；是特定设备的访问入口

        设备文件的文件名不是随便定义的是由ICANN(互联网名称分配机制)

    磁盘的并口和串口：

        并口：同一线缆可以接多块设备

            IDE：两块设备，主设备和从设备

            SCSI：宽带：16-1个设备 窄带：8-1个设备

        串口：同一设备上只可以接一个设备

            SATA，SAS

    磁盘命名：

        IDE：/dev/hd[a-z]

            一般就是四个 hda hdb hdc hdd 

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

    引用设备的方式：

        设备文件名：

        卷标：

        UUID：

    分区：/dev/sda# (/dev/sda1,/dev/sda2,…)

    注意：CentOS6和CentOS7统一将硬盘的文件标识为/dev/sd[a-z]#

   磁盘分区：MBR和GPT

    MBR：Master Boot Record(主引导扇区) 512字节

        分为三部分：446bytes：bootloader，引导启动操作系统的程序

              64bytes：FAT，文件系统分区表，每16字节标识一个分区，一共只能有四个分区

              2bytes：说明当前MBR区域的有效性标记 55AA代表为有效

        若当前系统有剩余的空间未被文件系统的分区表所标识，这些剩余的空间将无法使用。

    GPT：GPT是一种新型磁盘模式，与我们常用的MBR磁盘相比更稳定，自纠错能力更强，

        一块磁盘上主分区数量不受（4个的）限制，支持大于2T的总容量及大于2T的分区

        （几乎没有上限，最大支持到128个分区，分区大小支持到256TB

        主分区和扩展分区的标识：1-4 逻辑分区：5+：无论主分区和扩展分区的数量是4个，但是逻辑分区的编号都是从5开始的。

3.mknod命令：

    make block or character special files：创建字符或块的特殊文件

    mknod [OPTION]… NAME TYPE [MAJOR MINOR]

    -m MODE：创建后的设备文件的访问权限

    mknod testv b 1 5 (创建一个名为testv的块设备，主设备号为1，次设备号为5)

4.fdisk命令:用于管理磁盘分区表

    (1)查看磁盘的分区列表

        fdisk -l：列出制定磁盘设备上的分区情况

        fdisk -l /dev/sd[a-z]：查看/dev/sd[a-z]的磁盘分区表

            CentOS6标识的是从哪个柱面开始到哪个柱面结束

            CentOS7标识的是从哪个扇区开始到哪个扇区结束

        Linux正常的分区Id用83来表示，扩展分区Id用5来表示，交换分区Id用82表示

    (2)管理分区

        ①lsblk：列出块设备；

        ②partprobe：重新设置内存中的内核分区表版本

        ③fdisk /dev/sd[a-z](device)  

        fdisk提供了一个交互式接口来管理分区，它有许多自命令，分别用于不同的管理功能；

        所有的操作均在内存中完成，没有直接同步到磁盘；只有当使用w保存时，才会同步到磁盘上；

            m：获取fdisk的帮助信息

            n：添加一个新的分区

            w：保存退出

            d：删除一个分区

            t：表示更改一个分区Id号

            l：列出系统上所有的分区类型(已知Id)

            q：不保存并退出

            p：列出系统上已有的分区列表

        ④parted命令：parted的操作都是实时生效的，请小心使用

        parted [options] [device [command [options…]…]]

        parted /dev/DEVICE mklabel gpt|msdos (将磁盘类型改变为GPT|MBR)

        parted /dev/DEVICE print (列出目前本机的分区表资料)

        parted /dev/DEVICE mkpart {primary|logical|extended} [ext3|ext4|xfs|..] 开始 结束

                parted /dev/DEVICE mkpart primary 1 200(默认M)(设置/dev/DEVICE为主分区且分区大小为200M)

                parted /dev/DEVICE mkpart logical ext4 19.2GB 19.7GB

        parted /dev/DEVICE rm 1 将刚才新建的1号磁盘分区删除

        parted -l 显示系统上面所有的磁盘分区

    (3)新建分区

        a.fdisk /dev/sda：管理/dev/sda分区，以/dev/sda为例

        b.使用p命令去查看当前系统上面已有的分区列表

        c.n新建一个分区，当系统上主系统分区和扩展系统分区的和等于4时，即三主一从时，使用n命令会自动创建分区为扩展分区；当主分区和扩展分区的数量小于4时，则需指定为创建主分区或扩展分区(当系统分区中只有小于等于三个主分区并且扩展分区不存在的时候，需要创建扩展分区)，之后再去按照说明利用n去创建新的磁盘分区

        d.n键创建完之后会显示添加的逻辑分区(主分区)的分区号，然后回车

        e.显示默认的扇区号(CentOS7系列显示的是扇区号，CentOS6系列显示的是柱面号)

        f.使用+#{K,M,G}选择要添加的分区的大小(KMG)

        g.使用p命令去查看系统上的分区(现在对于磁盘来说还没有被修改，只有使用w退出之后，才能被修改)

        h.确定没有错误了 w保存退出，但是现在的磁盘并没有被内核Kernel所识别

        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；

        使用cat /proc/partitions查看系统上面内核所识别到的磁盘分区，需要通知内核强制重读磁盘分区表paetx -a [device](CentOS6为例)

        使用cat /proc/partitions确保内核已经读取到了所有的新创建的磁盘分区才算成功

    (4)创建文件系统：(元数据和数据)

        格式化：低级格式化和高级格式化

            低级格式化：分区之前，是出厂时由硬件制造厂商开始的，主要为了划分磁道

            高级格式化：分区之后，对于分区进行格式化，创建文件系统

        文件系统分为 元数据区和数据区

            元数据区：

                文件元数据：inode (index node)

                    主要放文件属性信息，大小、权限、属主属组、时间戳、数据块指针等，但不包含文件名，文件名存放于目录

                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路径；

                设备文件：存储数据指针的空间存储的是设备号(major,minor)

            bitmap index：位图索引

                磁盘块位图索引：

                    在元数据区预留出一部分小空间，存储磁盘块的有无存储，1表示已使用，0表示空闲状态

                inode位图索引：

                    在元数据区预留出一部分小空间，元数据区inode的有无存储，1表示已使用，0表示空闲状态

            数据区：

                需要预留出一部分供管理员进行对于磁盘文件的操作(当磁盘已满或者磁盘出现什么问题)

            超级块：定义了系统上面有多少块组，每个块组从哪个磁盘块到哪个磁盘块的编号

5.cat /proc/partitions 查看系统上面内核识别到的磁盘分区

    通知内核强制重读磁盘分区表：

        CentOS5 7：

            partprobe [device]

        CentOS6：partx kpartx

            partx -a [device]:有时需要使用命令行#遍，才能确保读取磁盘成功。

            kpartx -af [device]

    分区创建工具：

        parted sfdisk

6.文件系统：

    VFS：Virtual File System

        Linux的文件系统：ext2,ext3(CentOS5),ext4(CentOS6),xfs,btrfs(CentOS7),reisefs(反删除内容强)

        光盘：iso9660

        网络文件系统：nfs,cifs

        集群文件系统：gfs2,.ocfs2

        内核级分布式文件系统：ceph

        windows的文件系统：vfat,ntfs

        伪文件系统：proc,sysfs,tmpfs,hugepagefs

        Unix文件系统：UFS,FFS,JFS

        交换文件系统：swap

        用户空间的分布式文件系统：mogilefs,moosefs,glusterfs

        RAW：未经处理或者未格式化产生的文件系统

    根据其是否支持"journal"功能分类：

        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

    注意：xfs是企业级64位存储工具，文件大小没有上限值

        CentOS5.x默认的是ext3文件系统，CentOS6.x默认使用的ext4文件系统，CentOS7.x默认使用的是xfs文件系统

        CentOS6.x上面默认是没有预装xfs文件系统，使用xfs系统时，需要使用yum源安装xfsprogs，之后才能使用xfs文件系统，

7.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

        特性：

        (1)目录不支持硬链接；为了避免循环连接；

        (2)硬链接不能跨文件系统；

        (3)创建硬链接会增加inode引用计数

    符号链接：指向一个文件路径的另一文件路径

        特性：

        (1)符号链接与文件是两个各自独立的文件，各自自己的inode；对原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会影响原文件，但是删除原文件，符号指定的路径不存在，此时会变成无效链接；

8.内核级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：由用户控件的应用程序提供