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。
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