9月01日課程做業（練習）-Linux文件系統管理

一、複習本次課程所講的內容；

Linux磁盤管理  
    硬盤：硬盤是通用的叫法，其實硬盤和磁盤是同樣的，都是用來存東西的；還有磁帶、光盤、U盤等只是存儲的介質不同。    
        機械式硬盤    
        SSD固態硬盤

    機械式：  
        track磁道    
        每一個扇區(sector): 512bytes    
        磁柱(cylinder）: 分區的基本單位；

        主引導記錄 MBR：Master Boot Record             512bytes  
                446: bootloader    
                64: filesystem allocation table    
                    16: 標識一個分區    
                2：55AA

    磁盤的主引導扇區=磁盤的主引導記錄（MBR 446）+磁盤分區表(DPT 64) +結束符(55AA)

bootload能夠安裝在磁盤的主引導記錄（MBR）或是分區的引導記錄（PBR，也叫DBR）    
（1）linux的bootload能夠安裝在二者上(MBR,PBR)      
（2）windows自行安裝的MBR只用做跳轉到指定的分區上，windows的bootloader 是安裝在分區的PBR上的。

    磁盤接口類型：  
        IDE (ATA)：133MB/s，/dev/hd    
        SCSI: 640MB/s    
        SATA：6Gbps    
        SAS：6Gbps    
        USB：480MB/s

        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

        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

            GPT

設備文件分爲兩種：塊設備文件(b)和字符設備文件(c)

設備文件通常存放在/dev目錄下，對常見設備文件做以下說明：

/dev/hd[a-t]：IDE設備

/dev/sd[a-z]：SCSI設備

/dev/fd[0-7]：標準軟驅

/dev/md[0-31]：軟raid設備

/dev/loop[0-7]：本地迴環設備

/dev/ram[0-15]：內存

/dev/null：無限數據接收設備,至關於黑洞

/dev/zero：無限零資源

/dev/tty[0-63]：虛擬終端

/dev/ttyS[0-3]：串口

/dev/lp[0-3]：並口

/dev/console：控制檯

/dev/fb[0-31]：framebuffer

/dev/cdrom => /dev/hdc

/dev/modem => /dev/ttyS[0-9]

/dev/pilot => /dev/ttyS[0-9]

/dev/random：隨機數設備

/dev/urandom：隨機數設備

    分區：分隔存儲空間爲多個小的空間，每一個空間可獨立使用文件系統；

    分區工具：  
        fdisk, parted, sfdisk

    fdisk工具的使用：  
        最多支持在一塊硬盤上的15個分區；

        分區管理子命令：  
            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

        建立完成以後，查看內核是否已經識別新的分區：  
            # cat /proc/partitions

            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    
                        M    
                        M:    
                        :N

   kpartx命令：  
  kpartx -af DEVICE 通知內核強制重讀分區表【對於一個已經存在的磁盤，內核是不會直接識別的】

             

二、總結整理磁盤管理及文件系統管理中設計的各類命令的使用，並附註必定的示例；

    1）、查看系統分區狀況 

       

    2）獲取fdisk參數信息的相關幫助

命令：fdisk /dev/sda  #進入fdisk操做環境

          m                        #打印幫助 列表

3）新建分區

按n #建立一個分區

Command (m for help): m    
Command action      
   a   toggle a bootable flag      
   b   edit bsd disklabel      
   c   toggle the dos compatibility flag      
   d   delete a partition      
   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)

Command (m for help): n    
Command action      
   e   extended      
   p   primary partition (1-4)      
p      
Partition number (1-4): 3      
First cylinder (7063-26108, default 7063):      
Using default value 7063      
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (7063-26108, default 26108): +10G   

Command (m for help): w    
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: 設備或資源忙.    
The kernel still uses the old table. The new table will be used at      
the next reboot or after you run partprobe(8) or kpartx(8)      
Syncing disks.      

         重啓後生效。

linux文件系統管理

    文件系統：

    VFS：Virtual File System

    Linux：ext2,ext3,ext4,reiserfs,xfs,btrfs,swap    
    光盤：iso9600

     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

           mosefs,mogilefs,hdfs,gfs,gluterfs

(1)日誌型文件

    非日誌型文件：ext2

    日誌型文件系統：ext3,ext4,reserfs,xfs,btrfs,swap

日誌型文件系統[ext3,ext4]和非日誌型文件系統[ext2]的區別：

日誌型寫入步驟：1.預備，當系統要寫入文件時，會先在日誌記錄塊中記錄某個文件準備要寫入的信息

2.實際寫入，開始寫入文件的權限和步驟；開始更新meta data[中間數據]的數據

3. 結束，完成數據與metadata的更新後，在日誌記錄塊中完成該文件的記錄

非日誌寫入步驟：1. 先肯定用戶對於欲添加文件的目錄是否有w和x權限，如有的話才能添加

2.根據inode bitmap 找到沒有使用的inode號碼，並將新文件的權限/屬性寫入

3.根據block bitmap 找到沒有使用的block號碼，並將實際數據寫入block中，且更新inode的block指向數據

4.將剛纔寫入的inode與block數據同步更新inode bitmap與block bitmap，並更新superblock的內容

當中途斷電等因素致使系統中斷時，會出現數據的不一致狀態，這時非日誌文件系統須要進行一致性檢查，很費時間。而日誌文件系統，只須要去檢查日誌記錄塊就能夠知道那個文件發生了問題，沒必要去針對整塊文件系統去檢查。

      (2)swap:交換分區

    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

建立工具：mkfs(make file system)

-t {ext2|ext3|ext4}：指明要建立的文件系統類型

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

b {1024|2048|4096}：其上限由page frame決定

-L LABEL：指定要使用的卷標[使用時，LABEL='MYLABELNAME']

-j: 至關於使用-text3

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

-i #: 指明inode與字節的比率[不加% ]，；即，每多少字節給建立一個inode；

-N #: 直接指明給此文件系統建立多少個inode

-m #：指定預留空間的百分比[只有root能用，不用%]；默認爲5；

-O [^]FEATURE：能夠用來指明這個文件系統額外能夠具備的屬性，具體能夠查看man手冊

例：-o has_journa 啓用日誌屬性

-o ^has_journa 不啓用日誌屬性

e2label: 調整卷標

查看：e2label /dev/DEVICE

設定卷標：e2label /dev/DEVICE LABEL

tune2fs：查看或修改ext系列文件系統的某些屬性

查看超級塊中的數據信息：如UUID:全局唯一標識符

tune2fs-l /dev/DEVICE

例 tune2fs -l /dev/sda5

修改指定文件系統的屬性：

-j:ext2 --> ext3

-L LABEL: 修改卷標；

-m #: 調整預留空間的百分比；

-O [^]FEATURE: 開啓或關閉某種特性

-o [^]mount_options: 開啓或關閉某種默認掛載選項

-o acl開啓acl

-o ^acl關閉acl

dumpe2fs命令：顯示ext系列文件系統屬性信息

dumpe2fs[-h] /dev/DEVICE

例dumpe2fs -h/dev/sda5

blickid命令：能夠查看文件類型

檢測文件系統

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

fsck:文件系統檢查命令

-tFSTYPE

fsck-t FSTYPE = fsck.FSTYPE

例fsck -t ext4 修復即刪除不一致文件

-a：自動修復全部錯誤[慎用]

-r: 交互式修復錯誤

ext系列文件系統的專用工具：

e2fsck

-y: 對全部問題自動回覆爲yes;

-f: 即便文件系統處於clean狀態，也要強制進行檢測；

Windows沒法識別Linux上專用的文件系統，所以，有存儲設備須要兩種系統之間交叉使用時，應該使用windows支持的文件系統：

#mkfs -t vfat /dev/DEVICE

 

掛載：

注意：1.在Linux系統上，全部的文件系統必須經過根文件系統的某個分支來訪問；

2.單一文件系統不該該被重複掛載在不一樣的掛載點(目錄)中

3.單一目錄不該重複掛載多個文件系統

4.做爲掛載點的目錄理論上應該都是空白目錄，否則原來目錄下的文件會被隱藏

根文件系統：根是一切文件系統的訪問入口，根關聯到的分區，有必定的要求：FHS

除了根，其他全部的其它文件系統若是想要被訪問，都只可以經過「關聯」至根文件系統上的某個目錄來實現；這種操做即所謂的「掛載」，也即mount；相反動做，即卸載，命令爲umount

掛載點：mount_point，即用於做爲另外一個文件系統訪問入口的目錄；

mount命令：

mountDEVICE MOUNT_POINT

掛載點

一、事先存在；

二、應該使用別的進程未使用的目錄；

三、掛載點下原有的文件將被隱藏；

mount：將顯示當前系統已經掛載的全部文件系統的相關信息；

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

命令選項：

-r: 只讀掛載

-w: read and write，讀寫掛載

-t FSTYPE: 被掛載的設備上的文件系統類型；可省略，此時mount會自動使用blkid命令來判斷之；

-L LABEL: 以卷標的方式指定要掛載的設備，所以，此時DEVICE必須省；

-U UUID：以UUID的方式指定要掛載的設備，所以，此時DEVICE必須省；

-a: 自動掛載全部的支持自動掛載的設備（/etc/fstab文件中定義的支持自動掛載的設備）；

-n: 默認狀況下，設備掛載與否的改變結果會被保存於/etc/mtab中一份；-n選項用於變更時不更新此文件

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；

  -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

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

三、建立一個10G的文件系統，類型爲ext4，要求開機可自動掛載至/mydata目錄

  1）建立掛載點    #mkdir /mydata

    

  2)建立分區    #我已建立sda3

    

  3)分區文件系統高級格式化    #mkfs.ext4 /dev/sda3

     

  4）配置掛載文件：/etc/fstab      #vim /etc/fstab

    /mydata                     ext4 defaults        0 0  

     

  5)掛載到 /mydata    

   # mount /dev/sda3 /mydata