Centos磁盤管理和檔案系統管理

Linux磁盤及檔案系統管理

檔案接口：open(), read(), write(), close()

裝置類别：

塊(block)：随機通路，資料交換機關為“塊”

字元(character)：線性，資料交換機關為字元

裝置檔案：FHS(LSB)

/dev/: 裝置

裝置檔案，關聯至裝置的驅動程式

裝置号：

major：主裝置号，差別裝置類别，用于标明所需驅動程式

minor：次裝置号，

磁盤裝置檔案：

IDE接口（ATA）：并行, 133MB/s

兩個IDE控制器：每個控制器可通過線纜接入兩塊磁盤，一主一從；

/dev/hd[a-z][#]

/dev/hda, /dev/hdb,

/dev/hdc, /dev/hdd

SCSI接口: 并行，Small Computer System Interface

UltraSCSI 320, 320MB/s

SATA接口：串行，Serial ATA,

    6Gpbs

USB接口：串行，480MB/s

SAS接口：串行

裝置檔案：/dev/sd[a-z][#]

[a-z]：标記裝置

[#]：磁盤分區

track: 磁道

sector: 扇區

cylinder: 柱面

尋道時間：平均尋道時間

MBR：0磁道0扇區，主引導扇區(master boot record)

三部分：

446bytes: bootloader，程式

64bytes: 分區表

16bytes：标記一個分區

4個主分區：3主，1擴充-->n邏輯分區

2bytes: 55AA, 目前MBR資訊是否有效的标記；

分區辨別方式：

主分區或擴充分區：1-4

邏輯分區：5+

fdisk指令：

1、檢視已經識别的磁盤裝置：

# fdisk -l /dev/[hs]d[a-z]

2、管理分區

# fdisk DEVICE

fdisk提供了一個互動式接口來管理分區，它有許多子指令，分别用于不同的管理功能；所有的操作均在記憶體中完成，沒有直接同步到磁盤；

常用指令：

p: 顯示現有分區表；

    n: 建立新分區

d: 删除現有分區

t: 修改分區ID

l: 檢視支援哪些分區ID

w: 儲存退出

q: 不儲存退出

m: 顯示幫助資訊

示例：/dev/sdb

3主+1擴充（3個邏輯）

2主+1擴充（4個邏輯）

檢視核心是否已經識别建立分區：

# cat /proc/partitions

通知核心強制重讀分區表：

CentOS 5: partprobe /dev/DEVICE

CentOS 6: partx, kpartx

partx -a /dev/DEVICE

kpartx -af /dev/DEVICE

注意：成功讀取分區，可能需要指令重複執行2次或以上；

建立檔案系統：

檔案系統：

中繼資料：每個索引項稱一個inode, (index node)

/var/logs/messages 

根的inode --> 根目錄對應的磁盤塊 --> var對應的inode編号 --> 查inode table, 找到編号對應的inode --> var目錄的磁盤塊 --> logs 的inode編号 --> 查inode table, 找到logs目錄的inode --> logs目錄的磁盤塊 --> 找到messages檔案名對應的inode編号 -->查inode表，找到messages的inode編号對應的inode --> messages的磁盤塊

連結檔案：通路同一個檔案資料不同路徑

硬連結：兩個檔案路徑指向了同一個inode；

建立方法：

# cp -l SRC DEST

# ln SRC DEST

特性：

(1) 目錄不支援硬連結；

(2) 硬連結不能跨檔案系統；

(3) 硬連結檔案與原檔案是指向同一個inode，建立硬連結檔案會增加inode的引用計數；

符号連結：連結檔案是一個完全獨立的新檔案，但其指向了原檔案的檔案路徑；

(1) 符号連結檔案與原檔案是兩個各自獨立檔案；

(2) 目錄可以建立符号連結；

(3) 可以跨檔案系統；

(4) 删除連結不影響原檔案；但删除原檔案，符号連結指向的檔案路徑将不複存在，是以，此時連結檔案将變成失效的連結；

其大小并非真正原檔案大小，而是指向的原檔案的檔案路徑字元串所包含的位元組數；

ln -s SRC DEST

bitmap索引

block group: 

bitmap: inode, block

VFS: Virtual File System

Linux檔案系統：ext2, ext3, ext4, reiserfs, xfs, btrfs

光驅：iso9660

網絡檔案系統：nfs, cifs

叢集檔案系統：gfs2, ocfs2

分布式檔案系統：ceph

windows檔案系統：ntfs, vfat

僞檔案系統: tmpfs, hugepagefs, proc, sysfs

Unix的檔案系統：FFS, UFS, JFS

交換檔案系統：swap

檔案系統管理工具：

建立檔案系統

mkfs.ext2, mkfs.ext3, mkfs.xfs ... 

檢測檔案系統

fsck.ext2, fsck.ext3, fsck.ext4, fsck.xfs .

檢視其屬性

dumpe2fs, tune2fs

mkfs.FSTYPE /dev/DEVICE

blkid /dev/DEVICE

mkfs -t FSTYPE /dev/DEVICE

ext系列：

Linux檔案系統管理：

VFS：

日志檔案系統：加速檔案檢測并修複的過程

ext3, ext4, xfs

非日志型檔案系統：ext2

非一緻性：

ext系列檔案系統：mke2fs

mke2fs [OPTION]... /dev/DEVICE

-t {ext2|ext3|ext4}：指明要建立的檔案系統類型

mkfs -t ext4 = mkfs.ext4 = mke2fs -t ext4

-b {1024|2048|4096}：其上限由page frame決定

-L LABEL：指定要使用的卷标

-j: 相當于使用-t ext3

mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3

-i #: 指明inode與位元組的比率；即，每多少位元組給建立一個inode；

-N #: 直接指明給此檔案系統建立多少個inode

-m #：指定預留白間的百分比；預設為5；

-O [^]FEATURE

UUID: 全局惟一辨別符

e2label: 

檢視：e2label /dev/DEVICE

設定卷标：e2label /dev/DEVICE LABEL

tune2fs：檢視或修改ext系列檔案系統的某些屬性

檢視超級塊中的資料資訊：

tune2fs -l /dev/DEVICE

修改指定檔案系統的屬性：

-j: ext2 --> ext3

-L LABEL: 修改卷标；

-m #: 調整預留白間的百分比；

-O [^]FEATURE: 開啟或關閉某種特性

-o [^]mount_options: 開啟或關閉某種預設挂載選項

-o acl

-o ^acl

dumpe2fs指令：顯示ext系列檔案系統屬性資訊

dumpe2fs [-h] /dev/DEVICE

檔案系統檢測：

因程序意外中止或系統崩潰等原因導緻寫入操作非正常終止時，可能會導緻檔案損壞；此時，應該修改修複檔案系統；

注意：應該離線進行；

fsck:

-t FSTYPE

fsck -t FSTYPE = fsck.FSTYPE

-a：自動修複所有錯誤

-r: 互動式修複錯誤

ext系列檔案系統的專用工具：

e2fsck

-y: 對所有問題自動回複為yes; 

-f: 即使檔案系統處于clean狀态，也要強制進行檢測；

Windows無法識别Linux上專用的檔案系統，是以，有儲存設備需要兩種系統之間交叉使用時，應該使用windows支援的檔案系統：

# mkfs -t vfat /dev/DEVICE

swap檔案系統：

Linux上交換空間必須使用獨立的磁盤分區；

fdisk /dev/DEVICE

t指令調整其ID為82; 

建立交換分區檔案系統：mkswap指令

mkswap [-L LABEL] /dev/DEVICE

注意：在Linux系統上，所有的檔案系統必須通過根檔案系統的某個分支來通路；

根檔案系統：根關聯到的分區

有一定的要求：FHS

其餘所有的其它檔案系統如果想要被通路，都隻能夠通過“關聯”至根檔案系統上的某個目錄來實作；

這種操作即所謂的“挂載”，也即mount；相反動作，即解除安裝，指令為umount

挂載點：mount_point，即用于作為另一個檔案系統通路入口的目錄；

mount指令：

mount DEVICE MOUNT_POINT

挂載點

1、事先存在；

2、應該使用别的程序未使用的目錄；

3、挂載點下原有的檔案将被隐藏；

mount：将顯示目前系統已經挂載的所有檔案系統的相關資訊；

mount [OPTION]... [-t FSTYPE] [-o OPTION] [DEVICE] MOUNT_POINT

指令選項：

-r: 隻讀挂載

-w: read and write，讀寫挂載

-t FSTYPE: 被挂載的裝置上的檔案系統類型；可省略，此時mount會自動使用blkid指令來判斷之；

-L LABEL: 以卷标的方式指定要挂載的裝置，是以，此時DEVICE可省；

-U UUID：以UUID的方式指定要挂載的裝置，是以，此時DEVICE可省；

-a: 自動挂載所有的支援自動挂載的裝置（/etc/fstab檔案中定義的支援自動挂載的裝置）；

-n: 預設情況下，裝置挂載與否的改變結果會被儲存于/etc/mtab中一份；-n選項用于變動時不更新此檔案

示例：

# mount -U dea669ee-e769-46d9-86a8-88925a10278b /data/mydata

-o OPTION，挂載選項：

async：異步寫入

sync：同步寫入，即使用同步I/O；

atime/noatime：檔案或目錄在被通路時是否更新其通路時間戳；

diratime/nodiratime：目錄在文中時是否更新其通路時間戳；

auto/noauto：裝置是否支援mount指令使用-a選項時自動挂載；

dev/nodev：此裝置上是否建立裝置檔案；

exec/noexec：是否允許執行此檔案系統上的程式檔案；

suid/nosuid：是否支援此裝置上的檔案上使用suid權限；

remount: 重新挂載；

acl: 支援使用facl；

# mount -o acl

# tune2fs -o acl /dev/DEVICE： 打開acl為預設挂載選項；

ro: 隻讀

rw: 讀寫

user/nouser: 是否允許普通挂載此檔案系統

所有挂載選項均未指明時，其預設為：

defaults

              Use default options: rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async, and relatime.

              另外一個使用技巧：

              将某目錄綁定至指定目錄下，作為臨時通路入口；

              mount --bind 源目錄  目标目錄

            檢視所有已經挂載裝置的方法：

            # mount

            # cat /etc/mtab

            # cat /proc/mounts

umount指令：

umount DEVICE

umount MOUNT_POINT

注意：正在被某程序通路的裝置是不可以被解除安裝的；檢視被什麼程序所占用：

# lsof MOUNT_POINT

# fuser -v MOUNT_POINT

# fuser -km MOUNT_POINT: 終止正通路挂載點的程序；

df指令：

df [OPTION]... [FILE]...

-l: 僅顯示本地檔案系統的相關系統；

-h: 機關換算；

-i: 顯示inode的使用情況而非磁盤塊的；

du指令：

用于評估檔案大小

-s: 統計整個目錄及内部所有檔案總體大小；

-h: human-readable

交換分區：

建立交換分區檔案系統：mkswap

free指令：檢視記憶體使用狀況

-m

-g

啟動交換分區：

swapon [OPTION] [DEVICE]

-a: 啟用/etc/fstab檔案中定義的所有交換分區

禁用交換分區：

swapoff DEVICE