Linux磁盤管理及文件系統

Linux磁盤管理及文件系統

一、Linux磁盤管理

   識別硬盤設備：/dev/sd

   標記不一樣的硬盤設備：/dev/sd[a-z]

   標記同一設備上的不一樣分區：/dev/sd[a-z][1-]

   1-4: 主或擴展分區標識

   5+：邏輯分區標識

二、設備文件：特殊文件

   設備號：

     major, minor

     major: 設備類型

     minor: 同一類型下的不一樣設備

     「塊」：block，隨機設備

     「字符」：character，線性設備

三、分區工具：

（1）fdisk, parted, sfdisk  

注：最多支持在一塊硬盤上的15個分區；

   fdisk工具的使用：

   分區管理交互式命令：

     p: 顯示

     n: 建立

     d: 刪除

     t: 修改分區ID

     l: 列出全部支持ID類型

     w: 保存退出

     q: 放棄修改並退出

     m: 獲取幫助

（2）建立完成以後，查看內核是否已經識別新的分區：

     # cat /proc/partitions

例子：

[root@localhost ~]# cat /proc/partitions
major minor  #blocks  name

   8        0  125829120 sda
   8        1     512000 sda1
   8        2   62423040 sda2
   8        3    2097152 sda3
 253        0   41447424 dm-0
 253        1   10485760 dm-1
 253        2   10485760 dm-2

（3）有三個命令可讓內核重讀磁盤分區表：

     CentOS 5: partprobe [DEVICE]

     CentOS 6,7: 

     partx

     kpartx

     partx命令：

       partx DEVICE

       partx -a DEVICE

       partx -a -n M:N DEVICE

     kpartx命令：

       kpartx -af DEVICE

例子：

[root@localhost ~]# partx -a /dev/sda
[root@localhost ~]# cat /proc/partitions
major minor  #blocks  name

   8        0  125829120 sda
   8        1     512000 sda1
   8        2   62423040 sda2
   8        3    2097152 sda3
   8        4         31 sda4
   8        5   10488317 sda5
   8        6   20980858 sda6
 253        0   41447424 dm-0
 253        1   10485760 dm-1
 253        2   10485760 dm-2
[root@localhost ~]# ls /dev/sda
sda   sda1  sda2  sda3  sda4  sda5  sda6

四、Linux文件系統管理

（1）文件系統：

   VFS：Virtual File System

     Linux：ext2, ext3, ext4, reiserfs, xfs, btrfs, swap

     光盤：iso9660

     Windows: fat32(vfat), ntfs

     Unix: ffs, ufs, jfs, jfs2

     網絡文件系統：nfs, cifs

     集羣文件系統：ocfs2, gfs2

     分佈式文件系統：ceph, 

     moosefs, mogilefs, hdfs, gfs, glusterfs

（2）日誌型文件系統

   非日誌型文件系統：ext2

   日誌型文件系統：ext3

（3）swap：交換分區

五、建立文件系統：

   在分區上執行格式化(高級格式化)

   要使用某種文件系統，知足兩個條件：

   內核中：支持此種文件系統

   用戶空間：有文件系統管理工具

（1）建立工具：mkfs (make filesystem)

   mkfs -t type DEVICE

   mkfs.type DEVICE

（2）ext系列文件系統的專用管理工具：

   mke2fs -t {ext2|ext3|ext4} DEVICE

     -b BLOCK: 1024, 2048, 4096

     -L 'LABEL': 設定卷標

（3）blkid命令：

   UUID---Universally Unique Identifiers

   全局惟一標識符：

    blkid DEVICE

     LABEL, UUID, TYPE

例子：

[root@localhost ~]# blkid /dev/sda1
/dev/sda1: UUID="dbde3019-886c-4eb3-8a79-b15825f7f929" TYPE="ext4"

六、Linux文件系統管理:

（1）建立文件系統：

   mkfs, mkfs -t type = mkfs.type

   ext：mke2fs 

   mke2fs [OPTION]... DEVICE

     -t {ext2|ext3|ext4}

     -b {1024|2048|4096}

     -L 'LABEL'

     -j: mke2fs -t ext3

     -i #：

     -N #：

     -m #: 預留磁盤空間佔據多大百分比的空間爲後期管理使用；

     O FEATURE[,...]

     -O ^FEATURE：關閉此特性

     has_journal

（2）文件系統屬性查看及調整工具：

   e2label          #不影響分區中的數據

   e2lable DEVICE [LABEL]

（3）顯示ext系列文件系統的屬性，或調整其屬性；

   tune2fs          #不影響分區中的數據

     -l：顯示超級塊中的信息；顯示整個文件的屬性及佈局等相關信息；

     -L 'LABEL'：修改卷標；

     -m #: 調整預留給管理員的管理空間百分比；

     -j: ext2 --> ext3

     -O:文件系統屬性的啓動或關閉 

     -o:文件系統默認掛載選項的啓用或關閉

（4）dumpe2fs：

     -h: 僅顯示超級塊信息；

例子：

[root@localhost ~]# mke2fs -L lisir -t ext4 /dev/sda5
mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)
文件系統標籤=
操做系統:Linux
塊大小=4096 (log=2)
分塊大小=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
655776 inodes, 2622079 blocks
131103 blocks (5.00%) reserved for the super user
........

[root@localhost ~]# tune2fs -o acl /dev/sda5  #開啓acl
tune2fs 1.41.12 (17-May-2010)
[root@localhost ~]# tune2fs -L lisir01 /dev/sda5  #修改卷標
tune2fs 1.41.12 (17-May-2010)
[root@localhost ~]# tune2fs -l /dev/sda5  #查看分區信息
tune2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Filesystem volume name:   lisir01
Last mounted on:          <not available>
Filesystem UUID:          1d305c60-761e-447e-b585-6c2416d13228
Filesystem magic number:  0xEF53
Filesystem revision #:    1 (dynamic)
Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype extent flex_bg sparse_super large_file huge_file uninit_bg dir_nlink extra_isize
Filesystem flags:         signed_directory_hash
Default mount options:    acl

七、文件系統檢測：

注：因爲硬盤常年讀寫，系統會形成系統文件損壞，致使重啓後沒法登錄到系統，fsck不只能夠對文件系統進行掃描，還能修正文件系統的一些問題。值得注意的是fsck掃描文件系統時必定要在單用戶模式、修復模式或把設備umount後進行。

（1）fsck: Filesystem check

   fsck -t type

   fsck.type

     -a: 自動修復錯誤

     -r: 交互式修復錯誤

     -f: 強制檢測

（2）e2fsck：ext系列文件系統專用的檢測修復工具；

     -y: 自動回答爲「yes」

     f：force

（3）文件系統的掛載和使用：

   kernel --> rootfs(分區)

   rootfs分區：

   bin, sbin, etc, lib, lib64, dev, tmp, proc, sys

   /sbin/init

   將額外文件系統與根文件系統某現存的目錄創建起關聯關係，進而使得此目錄作爲其它文件系統訪問    入口的行爲，稱之爲掛載；

   解除此關聯關係的過程：卸載；

   掛載點：mount point, 設備掛載至目錄；

注意：掛載點在掛載在以後，其內部原有的文件會被暫時隱藏；創建使用空目錄作爲掛載點；

例子：

[root@localhost ~]# fsck.ext4 -a /dev/sda5  #自動修復sda5磁盤錯誤
lisir01: clean, 11/655776 files, 79700/2622079 blocks
[root@localhost ~]# fsck.ext4 -f /dev/sda5  #強制檢測磁盤sda5
e2fsck 1.41.12 (17-May-2010)
第一步: 檢查inode,塊,和大小
第二步: 檢查目錄結構
第3步: 檢查目錄鏈接性
Pass 4: Checking reference counts
第5步: 檢查簇概要信息
lisir01: 11/655776 files (0.0% non-contiguous), 79700/2622079 blocks

八、掛載方法：

   mount：經過讀取/etc/mtab文件來顯示當前系統全部已經掛載的設備；

   mount -a：掛載/etc/fstab文件中的全部支持自動掛載的文件系統；

   mount [options] [-o options] DEVICE MOUNT_POINT

     [options]：命令選項

     [-o options]：掛載選項

   -o 掛載選項：

     async：異步模式

     sync: 同步模式

     atime/noatime：是否更新訪問時間戳；

     diratime/nodiratime：是否更新目錄的訪問時間戳；

     auto/noauto: 是否容許此設備被自動掛載；

     exec/noexec：是否容許執行此文件系統上應用程序；

     dev/nodev：是否支持在此設備上使用設備文件；

     suid/nosuid：

     remount：從新掛載

     ro

     rw

     user/nouser: 是否容許普通掛載此設備；

     acl：是否支持此設備上使用facl；

     defaults：rw, suid, dev, exec, auto, nouser, and async

   DEVICE: 要掛載的設備

     (1) 設備文件：/dev/sda5

     (2) 卷標：-L 'LABEL'

     (3) UUID：-U 'UUID'

     (4) 僞文件系統名稱

   MOUNT_POINT: 掛載點

     經常使用選項：

     -t type：文件系統類型

     -r: 以「只讀」方式掛載此文件系統

     -w: 以「讀寫」方式掛載此文件系統

     -n：每一個文件系統在掛載時都會自動更新/etc/mtab文件，-n用於禁止此功能；

     此時，若是想查看掛載的全部文件系統：cat /proc/mounts

     -a: 自動掛載全部支持自動掛載的設備；

     -B：綁定目錄至另外一個目錄上；

   umount：卸載命令

     # umount DEVICE

     # umount MOUNT_POINT

   查看正在訪問指定掛載點的進程：

     # fuser -v MOUNT_POINT

   終止全部正在訪問指定的掛載點的進程：

     # fuser -km MOUNT_POINT

例子：

[root@localhost ~]# umount /mydata/
umount: /mydata: device is busy.
        (In some cases useful info about processes that use
         the device is found by lsof(8) or fuser(1))
[root@localhost ~]# fuser -v /mydata/
                     用戶     進程號 權限   命令
/mydata/:            root       3764 ..c.. bash
[root@localhost ~]# fuser -km /mydata/
/mydata/:             3764c
[root@localhost ~]# umount /mydata/

九、交換分區：

（1）free命令：

   查看memory和swap的使用狀態

     -m: 以MB爲單位

     -g: 以GB爲單位 

（2）mkswap：建立交換分區

   mkswap [option] DEVICE

     -L 'LABEL'

（3）swapon：啓用交換分區

   swapon [option] [DEVICE]

     -a: 激活全部交換分區

     -p PRIORITY: 設定其優先級；

（4）swapoff：禁用交換分區

   swapoff [option] [DEVICE]

例子：

[root@localhost ~]# mkswap -L swap01 /dev/sda6
Setting up swapspace version 1, size = 20980852 KiB
LABEL=swap01, UUID=3835c7ba-8b9b-4047-931c-a19eed79d7c4
[root@localhost ~]# swapon -s
Filename                                Type            Size    Used    Priority
/dev/sda3                               partition       2097148 0       -1
[root@localhost ~]# swapon -a /dev/sda6
[root@localhost ~]# swapon -s
Filename                                Type            Size    Used    Priority
/dev/sda3                               partition       2097148 0       -1
/dev/sda6                               partition       20980852        0       -2
[root@localhost ~]# free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:           988        728        260          3         18        327
-/+ buffers/cache:        382        606
Swap:        22537          0      22537

十、文件系統等空間佔用信息的查看工個：

（1）df: disk free

       -h: human-readable

       -i: inode數量

       -P: 以Posix兼容的格式輸出

（2）du: disk usage

       -h: human-readable

       -s: summary

十一、文件系統相關掛載配置文件：/etc/fstab

   每行定義一個文件系統；

   要掛載的設備：

     設備文件、LABEL=、UUID=、僞文件系統名稱

   掛載選項：

     defaults、acl

   轉儲頻率：

     0： 不轉儲

     1： 天天轉儲

     2： 每隔一天轉儲

   自檢次序：

     0：不自檢

     1：首先自檢，一般只有/才爲1

     2：

     ...

十二、文件系統上的連接文件：

   硬連接：

   兩個路徑指向同一個inode

   不能對目錄進行；

   不能跨分區進行

   指向同一個inode的多個不一樣路徑; 建立文件的硬連接會增長inode的引用計數；刪除硬連接僅是刪除    其一個訪問路徑，只到最後一個路徑被刪除； 

   符號連接：

   連接文件的數據指向另外一個文件路徑；

   能夠對目錄進行；

   能夠跨分區；

   指向的是另外一個文件路徑；而非inode；

   對文件建立符號連接不會增長其引用計數；刪除原文件，符號連接文件也將沒法；

   ln [-s] SRC DEST

     -s：symbolic link 

     -v：verbose

例子：

[root@localhost ~]# ln -s /etc/fstab ./123
[root@localhost ~]# ll
總用量 100
lrwxrwxrwx. 1 root root    10 9月   7 15:28 123 -> /etc/fstab