Linux磁盘及文件系统管理

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   CPU，Memory（RAM），I/O

  

   I/O：Disks，Ethtercard

        Disk：持久存储数据

            接口类型：

                     IDE（ata）：并口，133MB/s

                           SCSI：并口，Ultrascsl320,320MB/s

                           SATA：串口，6gbps

                           SAS：串口，6gbps

                           USB：串口，480MB/s

                      

                      并口：同一线缆可以接多块设备；     

                           IDE：俩个，主，从

                           SCSI：

                                 宽带:16-1

                                 窄带:8-1      

                           iops：io per second

                           串口：一个                                       

             硬盘：机械硬盘，固态硬盘：

                      机械硬盘：

                          track：磁道

                          sector：扇区，512bytes

                          cylinder：柱面：不同磁盘的同一磁道

                                          分区划分基于柱面

         平均寻道时间：

                    5400rpm，7200rpm，10000rpm，15000rpm

         Linux的哲学思想:一切皆文件：

               设备类型：

                   块（block）：随机访问，数据交换单位是“块”；

                   字符（character）：线性访问，数据交换单位是“字符”；

             

               设备文件：FHS

                    /dev

                     设备文件：关联至设备的驱动程序；设备的访问类型

 

               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

                          

                    mknod命令：

                         make block or character special files

        

                         mknod [OPTION]...NAME TYPE [MAJOR MINOR]

                                -m MODE：创建后的设备文件的访问权限；

                    

                    设备文件名：ICANN 

                      

                    磁盘：

                         IDE： /dev/hd[a-z]

                            例如: /dev/hda   /dev/hdb                  

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

                         

                         分区：

                               /dev/hda#        

                                    /dev/hda1，...

                         注意：CentOS 6和7系统将硬盘设备标识为/dev/sd[a-z]#

                         引用设备的方式：

                                 设备文件名

                                 卷标

                                 UUID

  

                磁盘分区：MBR,GPT

                      MBR:0 sector

                      Master Boot Record

       分为三部分：

                446bytes：bootloader，程序，引导启动操作系统的程序；

                64bytes：分区表，每16bytes标识一个分区，一共只能有4个分区；

                2bytes：MBR区域的有效性标识；55AA位有效；否则为无效

                         

                           主分区和扩展分区的标识：1-4

                           逻辑分区：5+

  当我们想在系统里面新增一块硬盘时：

          1：对磁盘进行分区，以新建可用的分区

          2：对该分区进行格式化，以创建系统可用的文件系统

          3：对文件系统进行检验

          4：在Linux系统上，需要创建挂载点（目录），并且挂载上来

                    

      逻辑分区：fdisk

          1：查看磁盘的分区信息

              fdisk -l [-u] [device]；列出指定磁盘设备上的分区信息

          2：管理分区

              fdisk  device

              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；

              所有的操作均在内存中完成，没有直接同步到磁盘，直到使用w命令保存至磁盘上           常用命令：

                n：创建新分区

                

                d: 删除已有分区

                

                t: 修改分区类型

                

                l: 查看所有已有ID

                

                w: 保存并退出

                

                q: 不保存退出

                m: 查看帮助信息

                

                p: 显示现有分区信息

                

  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；

        

        查看磁盘分区：cat /proc/partitions

        通知内核强制重读磁盘分区表：

              CentOS 5：partprobe [device]

              CentOS 6,7：partx，kpartx

             增加分区同步      

                  partx -a  [device]

                  kpartx -af [device]

             删除分区同步

                  partx -d  --nr 7-8 [device]

             分区创建工具：

                  parted，sfdisk；

文件系统管理工具：

     创建文件系统的工具：

        mkfs

               mkfs.ext2，mkfs.ext3 mkfs.ext4 mkfs.ext4 mkfs.xfs mkfs.vfat

     检测及修复文件系统的工具：

        fsck 

               fsck.ext2等

      查看其属性的工具：

        dumpe2fs，tune2fs

      调整文件系统特性：

        tune2fs

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      

创建文件系统：

     格式化：低级格式化（分区之前进行，划分磁道）

     高级格式化（分区之后对分区进行，创建文件系统）

     创建文件系统：

     linux文件系统类型：ext2  ext3 ext4 xfs relserfs iso9660 swap

       元数据区，数据区

           元数据区：

           不包含文件名

               文件元数据：inode（index node）

                     大小，权限，属主属组，时间戳,数据块指针等

 

               符号链接文件：存储数据

 

  ext系列文件系统的管理工具：

        磁盘格式化：

              mkfs -t ext3=mkfs.ext3

        在格式化为ext3中，由于我们没有详细指明文件系统的具体选项，因此系统会使用默认值来进行格式化。

        指定ext2/ext3具体选项（label，block大小或inode数量）

              mke2fs [OPTIONS] device

                 -t：指明要创建的文件系统类型

                        mkfs -t ext3=mkfs.ext3

                 -b： {1024|2048|4096}:指明文件系统的块大小

                 -j：创建有日志功能的文件系统ext3（默认是ext2）

                    make2fs -j=make2fs -t ext3=mkfs -t ext3=mkfs.ext3

                 -i #：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；

          卷标为：hello kitty

          block：2048

          8192bytes分配一个inode

          构建journal的ext3文件系统   

         

        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系列文件系统的某些属性

         注意：块大小创建后不可修改

             

            tune2fs [OPTIONS] device

                -l：查看超级块的内容

                修改指定文件系统的属性：

                      -j：ext2 -> 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_options：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

             

     fsck命令：用于实现文件系统检测的工具

因进程意外终止或系统崩溃等 原因导致定稿操作非正常终止时，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 [options] device

            -y：对所有问题自动回答为yes；

            -f：即使文件系统处于clean状态，也要强制检测

            

            第一步：检查inode，块，大小

            第二步：检查目录结构

            第三步：检查目录连接性

            第四步：检查引用信息

            第五步：检查簇概要信息

    fsck命令： 

            -t fstype：指明文件系统类型；

                  fsck -t ext4=fsck.ext4

            -a :无须交互而自动修复所有错误；

            -r ：交互式修复

    blkid命令：查询设备上所采用系统类型，UUID

          blkid device

          blkid  -L LABEL：根据LABEL定位设备

          blkid  -U UUID： 根据UUID定位设备      

    

    swap文件系统：

        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 [options] device

              -L LABEL：指明卷标

              -f：强制

Windows无法识别Linux的文件系统；因此，存储设备需要在俩中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）

   # mkfs.vfat device

文件系统的使用：

   首先要“挂载”：mount命令和umount命令

                         

   根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”至跟文件系统上的某个目录来实习，此关联操作即为“挂载”；此目录即为“挂载点”；

    挂载点：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] [-t 文件系统] [-L LABEL] [-o options] device dir

           命令选项：

                -r：readonly，只读挂载；

                -w：read and write,读写挂载；

                -n：默认情况下，设备挂载或卸载的操作会同步更新在/etc/mtab中；用于禁于此操作

                -t vfstype：指明要挂载的设备上的文件系统的类型；多数情况下可省略

                            此时mount会根据blkid来判断要挂载的设备的文件类型

                -L LABEL：挂载时以卷标的方式指明设备

          

                 -U UUID：挂载时以UUID的方式指明设备

          

       -o options：挂载选项

          sync/async：同步/异步操作；（同步：内存和磁盘同时写入）；

          atime/noatiome：文件或目录被访问时是否更新访问时间戳；

          diratime/nodiratime:目录被访问时是否更新访问时间戳；

          remount：重新挂载；

          acl：支持使用facl功能；

          例：没有加acl，不支持操作（不支持设定访问控制功能）

          

          mount下发现只有读写权限

          

          我们用mount重新挂载，加入acl选项

          

          再次进入/mnt 查看是否具有访问控制功能

          

          acl默认我们是不支持的，太危险了，你懂得，没必要给自己挖坑

          第二种方法：

                   tune2fs -o acl /dev/sda6 启用acl

                   tune2fs -l /dev/sda6 查看acl是否启用

          ro：只读

          rw：读写

          dev/nodev：此设备上是否允许使用设备文件；

         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

         defaults： Use default options（）默认选项）:

         rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async, and relatime

   一个使用技巧：

         可以实现将目录绑定至另一个目录上，作为临时访问路口；

            mount --bind 源目录 目标目录

         查看当前系统所有已挂在的设备；

           # mount

           # cat /etc/mtab

           # cat /proc/mounts 

         挂载光盘：

            mount -r /dev/cdrom  mount_point（挂载点）

         

         挂在U盘：

             事先识别U盘的设备文件；

          

         挂载本地的回环设备：

             mount -o loop /PATH/TO/SOME_LOOP_FILE MOUNT_POINT

   umount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占用：

                     # lsof MOUNT_POINT或#fuser -v MOUNT_POINT

                 终止所有正在访问某挂载点的进程：

                     # fuser -km  MOUNT_POINT 强行T掉

                     # umount MOUNT_POINT 再取消挂载

    交换分区的启用：

           创建交换分区的命令：mkswap

 

           启用：swapon

                   swapon [OPTION][DEVICE]

                     -a:定义在/etc/fstab文件中所有swap设备；

           禁用：swapoff

                   swapoff DEVICE

      设定除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

           

   每行定义一个要挂载的文件系统及相关属性：

        6个字段

           （1）要挂在的设备：

                   设备文件；

                   LABEL

                   UUID

                   伪文件系统：如sysfs，proc，tmpfs等

           （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；

                如果要同时使用多个挂载选项，彼此间以逗号分隔即可

                 例： defaults，acl，noatime，noexc

           （5）转储频率

                 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有支持自动挂载的设备；

      （1）用LABEL自动挂载

          

        

      （2）用device自动挂载

           

       

俩个命令：df和du

       df命令：

           df [OPTION][FILE]

               -l：仅显示本地文件的相关信息；

               -h：human—readable

               -l：显示inode使用状态而非blocks

       du命令：

            du [OPTION][FILE]

              -s：sumary

              -h：human-readble

    Lunix磁盘及文件管理系统博主就总结到这里，今天是星期日，博主从下午开始总结到写博客，中间断断续续，现在已经感觉有一种精尽人亡的感觉了！那我们下节再见，我的心愿是世上再无心机婊。

 

                

                  

   

文章名称：Lunix磁盘及文件管理系统
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