Linux磁盘管理

                         Linux磁盘管理

磁盘管理：

 本章内容

   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

 硬盘接口类型：

     并行：IDE、 SCSI

     串口：SATA、SAS、USB

     rpm：rotations per minute

 设备文件：

磁盘设备的设备文件命名：/dev/DEV_FILE

IDE：/dev/hdX 其中“X”可以为a、b、c、d等字母；

SCSI、SATA、SAS、USB：/dev/sdX 其中“X”可以为a、b、c、d等字母；

分区：

    表示分区时，以硬盘设备的文件名作为基础，在后面添加该分区对应的数字序号即可；例如：第一个IDE硬盘中的第一个分区表示为“hda1”第二个表示为“hda2”，第二个SCSI硬盘中的第1个分区表示为“sdb1”第五个表示为“sdb5”。由于硬盘中的主分区数目只有4个，因此主分区和扩展分区的序号就限制在了“1~4”之间，而逻辑分区的序号将始终从5开始。

 硬盘存储术语：

     head：磁头；

     track：磁道；

     cylinder：柱面；

     secotr：扇区，512bytes

 使用分区空间：

设备识别

设备分区

重建文件系统

标记文件系统

在/etc/fstab文件中创建条目

挂在新的文件系统

 磁盘分区：

为什么要分区？

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

分区：

两种分区方式：MBR  GPT

MBR ：使用32位表示扇区数，分区不超过2T；

MBR扇区，512个字节，其中446个字节为“boot loader”64个字节为“分区表”2个字节为“55AA”其中分区表中表示为16个字节为一个分区；

4个主分区：3个主分区+1个扩展分区（N个逻辑分区）

GPT：使用64位表示扇区数，支持128个分区，分区支持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；GPT分区必须使用UEFI硬件支持才可以；

 管理分区：

blkid命令：

    列出所有块设备；使用此命令也可以查看设备的UUID号；

 例：

  [root@centos7 Desktop]# blkid /dev/sda1

  /dev/sda1: UUID="fe32016e-a798-4b03-91a1-55adfd9a4355" TYPE="xfs"

  [root@centos7 Desktop]#  

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个分区；

  gdisk创建GPT分区，最多可以创建128个主分区；

  parted高级分区工具（创建、复制、调整大小等）

  partprobe命令：重新设置内存中的内核分区表，可以结合lsblk命令；

分区工具：

fdisk  /dev/sdb

gdisk  /dev/sdb

Command action

   a   toggle a bootable flag

   b   edit bsd disklabel

   c   toggle the dos compatibility flag

   d   delete a partition

   g   create a new empty GPT partition table

   G   create an IRIX (SGI) partition table

   l   list known partition types

   m   print this menu

   n   add a new partition

   o   create a new empty DOS partition table

   p   print the partition table

   q   quit without saving changes

   s   create a new empty Sun disklabel

   t   change a partition's system id

   u   change display/entry units

   v   verify the partition table

   w   write table to disk and exit

   x   extra functionality (experts only)  

查看当前系统分区表：

 查看内核是否已经识别新的分区：

 查看虚拟文件系统 /proc/partitions

 lsblk命令

 示例：

 [root@centos7 Desktop]# cat /proc/partitions

 [root@centos7 Desktop]# lsblk

同步分区表：

通知内核重新读取硬盘分区表

contos6版本

新增分区：

partx  -a  -n M:N /dev/device

kpartx  -a  /dev/devcie  -f:force

删除分区：

partx  -a  -n M:N  /dev/device

centos5、7版本

partprobe

文件系统的类型：

Linux文件系统：ext2、ext3、ext4、xfs、btrfs、jfs、swap

swap：交换分区

光盘：iso9660

Windows：fat32、ntfs

网络文件系统：nfs，cifs

集群文件系统：gfs2，ocfs2

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

Linux的虚拟文件系统：vfs

查看当前系统支持的文件系统：

cat /proc/filesystems

 创建文件系统：

mkfs命令：

mkfs  -t 文件系统类型  分区设备

示例：

mkfs  -t ext4  /dev/sdb1 = mkfs.ext4  /dev/sdb1

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#：为数据空间创建多少个inode

   -m#：默认5%，为管理员预留空间占总空间的百分比；

   -O：启用指定特性

   -O：关闭指定特性

 文件系统标签

blkid命令：块设备属性信息查看

blkid  [options]  [device]

        -U：根据指定的uuid来查看对应的设备名

        -L：根据指定的LABEL来查看对应的设备名

e2label：管理ext系列文件系统的LABEL

        e2label  DEVICE [LABEL]

        示例：

        [root@centos7 Desktop]# e2label /dev/sdb1 /dev/sdb1

        [root@centos7 Desktop]# tune2fs -l /dev/sdb1

        tune2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)

        Filesystem volume name:   /dev/sdb1

 findfs命令：查找分区

       findfs  [options] LABEL=<label>

       findfs  [options] UUID=<uuid>

       示例：

       [root@centos7 Desktop]# findfs LABEL=/dev/sdb1

       /dev/sdb1

       [root@centos7 Desktop]# findfs UUID=2bb4030e-68e8-4640-a3ac-62b98c029967

       /dev/sda3

       [root@centos7 Desktop]#

 tune2fs命令：重新设定ext系列文件系统可调参数的值；

            -l：查看指定文件系统超级块信息；super block

            -L：‘LABEL’:修改卷标；

            -m#：修改预留给管理员的空间百分比；

            -j：将ext2升级为ext3

            -O：文件属性启用或禁用，-O ^has_joural（取消）

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

            -U：UUID：修改UUID号；

       dumpe2fs命令：

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

 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 检测修复文件系统

       fsck.FS_TYPE

       fsck  -t  FS_TYPE

       -a：自动修复错误；

       -r：交互式修复错误；

       -f：强行检测修复分区；

       示例：

      [root@centos7 testdir]#fsck.ext4 -f /dev/sdb1

      e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)

      Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes

      Pass 2: Checking directory structure

      Pass 3: Checking directory connectivity

      Pass 4: Checking reference counts

      Pass 5: Checking group summary information

      /dev/sdb1: 11/655360 files (0.0% non-contiguous), 83134/2621440 blocks

      [root@centos7 testdir]#

e2fsck命令：ext系列文件专用的检测修复工具

        -y：自动回答yes

        -f：强制修复

 mount挂载：

      挂载：将额外的文件系统与根文件系统某现存的目录建立起关联关系，进而使得此目录作为其他文件访问入口的行为；

      卸载：为分区解除与目录的挂载关系；

      把设备关联挂载点：

      mount  /DEVICE   /DIR

      卸载时，可以使用设备名或挂载点

      umount  /DEVICE

      umount  /DIR

注意：挂载点下原文件在挂载完成后被临时隐藏

      挂载点的目录一般为空

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

 mount常用命令选项：

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

              -t：指明要挂载的设备上的文件系统类型；

              -r：只读挂载；

              -w：读写挂载；

              -n：不更新/etc/mtab

              -a：自动挂载所有支持自动挂载的设备；

              -L：LABEL以卷标名挂载设备；

              -U：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；

               atime/noatime：包含目录和文件；

               diratime/nodiratiome：目录的访问时间戳；

               auot/noauto：是否支持自定挂载 ，是否支持-a选项；

               exec/noexec：是否支持在此文件系统上使用设备文件；

               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；

               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；

 mount的卸载命令：

            查看挂载情况：

             findmnt命令

            查看正在访问指定文件系统的进程：

             lsof命令

             fuser命令

            终止所有正在访问指定文件系统的进程：

             fuser  -km MOUNT_POINT

            卸载：

             umount

 文件挂载配置文件：

        /etc/fstab 配置文件中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

      挂载选项：defaults

      转储频率：0：不做备份

                1：每天转储

                2：每个一天转储

      自检次序：0：不自检

                1：首先自检，一般只有rootfs才用1

 swap处理交换文件和分区

       交换分区时系统RAM的补充

       基本设置包括：

           创建交换分区或者文件

           使用mkswap命令在指定的分区上创建交换文件系统；

           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：指定优先级

                         /etc/fstab:pri=value

           禁用：swapoff  [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的优先级的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是正整数永远高于核心缺省指定的优先级。

       示例：

       [root@centos7 testdir]#mkswap /dev/sdb6

       Setting up swapspace version 1, size = 2097148 KiB

       no label, UUID=18794626-9bfd-4af8-8f46-bad8fc3067db

       [root@centos7 testdir]#swapon /dev/sdb6

       [root@centos7 testdir]#cat /proc/swaps

       Filename    Type  Size Used Priority

       /dev/sda3                               partition 1023996 0 -1

       /dev/sdb2                               partition 2097148 0 100

       /dev/sdb6                               partition 2097148 0 -2

       [root@centos7 testdir]#swapoff /dev/sdb6

       [root@centos7 testdir]#swapon -p 200 /dev/sdb6

       [root@centos7 testdir]#cat /proc/swaps

       Filename    Type  Size Used Priority

       /dev/sda3                               partition 1023996 0 -1

       /dev/sdb2                               partition 2097148 0 100

       /dev/sdb6                               partition 2097148 0 200

       [root@centos7 testdir]#vim /etc/fstab

        /dev/sdb6       swap          swap    defaults,pri=200   0 0  

 使用光盘：

       eject命令卸载或弹出光盘；

       创建ISO文件

         cp  /dev/cdrom  /root/centos.iso

         mkisofs   -r  -o  /root/etc.iso   /etc/

        刻录光盘：

          wodim  -v  -eject  centos.iso

 常见工具：

内存空间使用状态：

     free [option]

           -m：以MB为单位

           -g：以GB为单位

 文件系统空间占用等信息的查看工具：

      df  [option] ….[FILE]

           -H：以M为单位显示磁盘空间大小；

           -T：文件系统的类型；

           -h：human-readable 人类易读格式显示；

  查看某目录总体空间占用状态：

        du [option]  [DIR]

             -h：human-readable 人类易读格式显示；

             -a：统计磁盘占用时包括文件，而不仅仅时只统计目录；

             -s：只统计目录的总大小；

         示例：

         [root@centos7 testdir]#du -sh /etc

         31M /etc

         [root@centos7 testdir]#

 dd命令：

      dd命令：comvert  and copy afile

      用法：dd  if=/PATH/FROM/SRC of=/PATH/TO/DEST  bs=# count=#

      if=file 从所命名的文件读取而不是从标准输出

      of=file 写到所命名的文件而不是到标准输出；

      bs=size：指定块大小；

      count=n：只拷贝n个记录；

      skip=blocks ：从开头忽略block个ibs大小的块；

      seek=blocks ：从开头忽略block个ibs大小的块；

磁盘拷贝：

     dd if=/dev/sda of=/dev/sdb

备份MBR：

     dd if=/dev/sda  of=/tmp/mbr.bak  bs=512 count=1

测试硬盘的读写速度：

dd if=/dev/zero  of=/root/file1 bs=1024 count=1000000

通过上述命令输出的执行时间，可以计算出测试硬盘的读写速度；

修复硬盘：

dd if=/dev/sda  of=/dev/sda

当硬盘较长时间（比如1年2年）放置未使用，磁盘上会产生消磁，当磁头读到这些区域时会遇到困难，并可能导致I/O错误，当这种情况影响到硬盘的第一个扇区时，可能导致硬盘报废，上面的命令有可能使这些数据起死回生，且这个过程是安全、高效的。