1、磁盘结构
2、分区类型
3、管理分区、文件系统以及挂载设备
4、管理虚拟内存SWAP
一、磁盘结构(机械硬盘)
CHS寻址模式将硬盘划分为磁头(Heads)、柱面(Cylinder)、扇区(Sector)。
heads:磁头
tracks:磁道
cylinder: 柱面
sector: 扇区,512bytes(最小的存储单位)
1、其中:每个盘面有两面,两面都可以存储数据,片两面都能存数据,要读取它,必须有磁头(head),所以,每一个面,都有一个磁头,一张盘片就有两个磁头,每个盘面安装圆心划分了不同的类似跑道的存储区域,称为磁道(track),盘面的数据从最外面开始存储,最外面额是0磁道
相同磁道的立体空间,构成了柱面(cylinder),每个磁盘又可以划分为多个区域,称为扇区(sector),磁盘的最小存储单位是扇区,一个扇区的大小是512字节,一个磁道由63个
2、centos6按照柱面划分分区,centos7按照扇区划分分区
3、知道了磁头数、柱面数、扇区数,就可以很容易地确定数据保存在硬盘的哪个位置。也很容易确定硬盘的容量,
其计算公式是: 硬盘容量=磁头数×柱面数×扇区数×512字节
二、分区类型
1、MBR: Master Boot Record,1982年提出的概念,使用32位表示扇区数,分区不超过2T(2^32/1024/1024=2T)
通常一个磁盘的0磁道0扇区:512bytes存放着磁盘的MBR信息,其中:
446bytes: boot loader(windows没有管理器,linux称为grub2、lilo)
64bytes:分区表
16bytes: 标识一个分区
4个主分区;3主分区+1扩展(N个逻辑分区)
2bytes: 55AA
因此,备份一个磁盘的MBR文件信息方法(此方法只能备份主分区和扩展分区表信息,不能备份逻辑分区信息):
dd if=/dev/sda of=/mnt/usb/MBRbackup bs=1 count=512
恢复备份:
dd if=/dev/usb/MBRbackup of=/dev/sda
MBR分区的磁盘逻辑结构:
2、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,使用UEFI (统一扩展固件接口)硬件支持GPT
三、管理分区
(1)硬盘的使用流程;
低格(厂商设置)–>分区(fdisk)–>高格(创建文件系统类型)(mkfs)–>挂载(mount)–>正常使用
使用fdisk创建旧硬盘的分区后,虽然物理配置已经保存,但内存还没有更新识别,需要内存刷新识别使用命令:partprobe,创建新硬盘分区则会自动更新
(2)分区(fdisk)
fdisk:查看和修改分区表信息
fdisk DEVICE
fdisk /dev/sda 对磁盘/dev/sda进行分区操作
p: 显示当前硬件的分区,包括没保存的改动
n: 创建新分区
e: 扩展分区
p: 主分区
d: 删除一个分区
w: 保存退出
q: 不保存退出
t: 修改分区类型
L:
l: 显示所支持的所有类型
(3)创建文件系统(mkfs)
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
目前linux主流的文件系统还是ext系统和xfs
相关命令:mkfs、blkid、【mke2fs、e2lable、dumpe2fs、tune2fs:针对ext系统的命令】
mkfs -t ext3 /dev/sda6
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
-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
-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
mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3
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]
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;
(4)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
注意:默认是只有管理员root才有挂载的权限
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
-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
-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
loop:挂载本地文件做成的分区
Defaults:相当于rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async
卸载时,有用户正在使用该挂载分区,则无法正常卸载
fuser:查看正在访问的进程和操作
-v:查看
-mk:强制剔除正在访问的进程
演示过程:
[root@Centos7 ~]# fdisk -l 【查看目前的分区情况】 Disk /dev/sda: 214.7 GB, 214748364800 bytes, 419430400 sectors Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disk label type: dos Disk identifier: 0x00072f47 Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sda1 * 2048 391167 194560 83 Linux /dev/sda2 391168 98045951 48827392 83 Linux /dev/sda3 98045952 105857023 3905536 82 Linux swap / Solaris /dev/sda4 105857024 419430399 156786688 5 Extended /dev/sda5 105859072 144920575 19530752 83 Linux [root@Centos7 ~]# fdisk /dev/sda Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2). Changes will remain in memory only, until you decide to write them. Be careful before using the write command. Command (m for help): n 【新建分区】 All primary partitions are in use Adding logical partition 6 First sector (144922624-419430399, default 144922624): Using default value 144922624 Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (144922624-419430399, default 419430399): +10G 【10G】 Partition 6 of type Linux and of size 10 GiB is set Command (m for help): w 【保存新建分区信息】 The partition table has been altered! Calling ioctl() to re-read partition table. WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: Device or resource busy. The kernel still uses the old table. The new table will be used at the next reboot or after you run partprobe(8) or kpartx(8) Syncing disks. [root@Centos7 ~]# fdisk -l Disk /dev/sda: 214.7 GB, 214748364800 bytes, 419430400 sectors Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disk label type: dos Disk identifier: 0x00072f47 Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sda1 * 2048 391167 194560 83 Linux /dev/sda2 391168 98045951 48827392 83 Linux /dev/sda3 98045952 105857023 3905536 82 Linux swap / Solaris /dev/sda4 105857024 419430399 156786688 5 Extended /dev/sda5 105859072 144920575 19530752 83 Linux /dev/sda6 144922624 165894143 10485760 83 Linux [root@Centos7 ~]# [root@Centos7 ~]# cat /proc/partitions major minor #blocks name 8 0 209715200 sda 8 1 194560 sda1 8 2 48827392 sda2 8 3 3905536 sda3 8 4 1 sda4 8 5 19530752 sda5 11 0 7587840 sr0 [root@Centos7 ~]# partprobe /dev/sda 【通知内核更新】 [root@Centos7 ~]# cat /proc/partitions major minor #blocks name 8 0 209715200 sda 8 1 194560 sda1 8 2 48827392 sda2 8 3 3905536 sda3 8 4 0 sda4 8 5 19530752 sda5 8 6 10485760 sda6 11 0 7587840 sr0 [root@Centos7 ~]# mkfs -t ext3 /dev/sda 【创建文件系统】 /dev/sda /dev/sda1 /dev/sda2 /dev/sda3 /dev/sda4 /dev/sda5 /dev/sda6 [root@Centos7 ~]# mkfs -t ext3 /dev/sda6 mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013) Filesystem label= OS type: Linux Block size=4096 (log=2) Fragment size=4096 (log=2) Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks 655360 inodes, 2621440 blocks 131072 blocks (5.00%) reserved for the super user First data block=0 Maximum filesystem blocks=2684354560 80 block groups 32768 blocks per group, 32768 fragments per group 8192 inodes per group Superblock backups stored on blocks: 32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632 Allocating group tables: done Writing inode tables: done Creating journal (32768 blocks): done Writing superblocks and filesystem accounting information: done
四、管理虚拟内存SWAP
(1)SWAP分区:模拟内存,当物理内存不足时,进程需要内存资源是,内存会把一部分没有在用的进程分页挪到硬盘的模拟内存中,腾出空间被现在需要使用内存资源的进程
即其作用是可以允许内存过载使用,windows系统也有类似的机制
由于虚拟内存空间是建立在硬盘之上,所以其速度和性能会大打折扣
运行速度:CPU(1纳秒)–>缓存(一级缓存,二级..)(10纳秒)–>内存(10毫秒)–>硬盘(秒)
(2)linux的swap和windows的虚拟内存空间区别:
区别就是windows即使物理内存没有用完也会去用到虚拟内存 ,
而Linux不一样 Linux只有当物理内存用完的时候才会去动用虚拟内存(即swap分区)这就是两者的区别。
(3)free:查看物理内存和虚拟内存的使用情况
[root@Centos7 shells]# free total used free shared buff/cache available Mem: 1868692 317020 1189976 9224 361696 1370028 Swap: 3905532 0 3905532
(4)dd:convert and copy a file,转换并复制文件,与cp命令相似,只是用法格式有不一样,dd复制的是数据流,工作在vfs之下
if:文件来源
of:数据存储目的
dd if=/dev/sda of=/mnt/usb/mbr.backup bs=512 count=1:(可以备份MBR)
dd if=/mnt/usb/mbr.backup of=/dev/sda bs=512 count=1:(可以还原MBR)
【】/dev/zero:不断的往外输出000,与/dev/null作用相反
(5)/etc/fstab:系统启动自动挂载的文件系统配置
[root@Centos7 shells]# free total used free shared buff/cache available Mem: 1868692 317020 1189976 9224 361696 1370028 Swap: 3905532 0 3905532
空格分开六个字段【】:
设备(名、路径、UUID):挂载点:文件系统类型:挂载选项(使用mount -o 命令时的附加选项):转储频率(备份频率,每多少天做一次完成备份):文件系统检测次序(只有根可以是1,0表示不检查)
Defaults:相当于rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async
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