linux磁盘及文件系统管理

磁盘接口类型:

  • 并口:IDE,SCSI
  • 串口:SATA,SAS,USB
    。并口:同一线缆可以接多块设备
    IDE:两个,一主一从
    。 串口:同一线缆只可以接一个设备

硬盘类型:

  • 机械硬盘
  • 固态硬盘:电气设备,iops高(io per second)

机械硬盘基本概念

  • track:磁道
  • sector:扇区
  • cylinder:柱面;分区基于柱面
  • 平均寻道时间:5400rpm,15000rpm(15000转每分钟)


设备类型:

  1. 块(block):随机访问,数据交换的单位是“块”
  2. 字符(character):线性访问,数据交换单位是“字符”

设备文件:

  • 作用:关联至设备的驱动程序,是设备的访问入口
  • 设备号:
    major:主设备号,区分设备类型;用于标明设备所需的驱动程序
    minor:次设备号,区分同种类型下的不同设备;是特定访问入口
  • mknod命令:
    mknod - make block or character special files
    mknod [OPTION]... NAME TYPE [MAJOR MINOR]
    option: -m, --mode=MODE
[root@localhost mnt]# mknod -m 777 /dev/testdev1 c 112 1
[root@localhost mnt]# ls -l /dev/testdev1 
crwxrwxrwx 1 root root 112, 1 9月  25 21:50 /dev/testdev1

linux磁盘设备文件

IDE:/dev/hd[a-z]
SCSI,STAT,USB,SAS:/dev/sd[a-z]

分区:/dev/sd[a-z]#

注意:centos 6/7将磁盘设备文件统统表示为/dev/sd[a-z]#
MBR分区方案
主分区和扩展分区的标示:1-4
逻辑分区的表示:5+

磁盘分区方案

  • MBR,GPT
    。mbr:主引导纪录模式

。占用磁盘前512字节

446bytes:bootloader程序
64bytes:分区表,每16个字节标示一个分区,只能有4个分区
2bytes:MBR区域有效性标示;55AA为有效

1. 分区管理工具:fdisk

  • 查看
    fdisk -l [device]

  • 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;所有操作均在内存中完成,没有直接同步至磁盘;直到使用w命令保存至磁盘。

。常用子命令

n:创建
 d:删除
  t:修改分区类型
l:查看所有ID
w:保存退出
q:不保存退出
m:获取帮助
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,内核可能无法在创建完成后直接识别,此时,需要内核重读分区表

  • 查看:cat /etc/partitions

  • 通知内核强制重读磁盘分区表:

  centos 5 :partprobe [device]
  centos 6/7:partx -a [device]

2.文件系统管理:

  • 格式化:
    。低级格式化:分区前进行;划分磁道
    。高级格式化:分区后对分区进行;创建文件系统

  • 文件系统:

文件系统是操作系统用于明确存储设备或分区上的文件的方 法和数据结构;即在存储设备上组织文件的方法。操作系统 中负责管理和存储文件信息的软件结构称为文件管理系统, 简称文件系统。

从系统角度来看,文件系统是对文件存储设备的空间进行组 织和分配,负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的 系统。具体地说,它负责为用户建立文件,存入、读出、修 改、转储文件,控制文件的存取,安全控制,日志,压缩, 加密等。

。文件系统组成部分:元数据区+数据区

。元数据区(inode):文件大小,权限,从属关系,时间戳,数据块指针;
。文件名存放在能找到该文件的目录上


  • linux文件系统:
    。Linux通过VFS支持众多文件系统
    。linux的文件系统:ext2,ext3,ext4,xfs,reiserfs,btrfs
    。光盘:iso9960
    。网络文件系统:nfs,cifs
    。集群文件系统:gfs,ocfs2
    。内核级分布式文件系统:ceph
    。windows的文件系统:vfat
    。伪文件系统:proc,sysfs,tmpfs
    。Unix文件系统:UFS,FFS,JFS

  • 创建文件系统:
    mkfs命令:
    mkfs.{ext2,ext3,ext4,xfs,vfat}

    mke2fs命令:
    。 ```
    mke2fs - create an ext2/ext3/ext4 filesystem
    mke2fs [OPTION] DEVICE
    OPTION:
    -t {ext2,ext3,ext4}
    -b {1024,2048,4096}:指明block大小
    -L LABEL:卷标
    -j :创建有日志功能的ext3文件系统
    -i #:指定每多少个字节为一个inode
    -N#:指定inode个数
    -O [^]FEATURE:以指定的特性创建;特性:has_journal
    -m #:指定预留空间百分比


- 修改文件系统属性:
tune2fs命令:
。```tune2fs - adjust tunable filesystem parameters on ext2/ext3/ext4 filesystems
  tune2fs [option] DEVICE
  option:
  -l:查看超级块信息
  -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_option:开启或关闭挂载选项
  • 卷标查看和设定:
    e2label命令:
    。```e2label - Change the label on an ext2/ext3/ext4 filesystem
    查看:e2label DEVICE
    设定:e2label DEVICE LABEL

- 显示ext系列文件系统的属性:
dumpe2fs命令:
。``` dumpe2fs - dump ext2/ext3/ext4 filesystem information
    dumpe2fs [-h] DEVICE
    -h:显示超级块信息
  • 文件系统检测:
    e2fsck命令:
    。```e2fsck - check a Linux ext2/ext3/ext4 file system
    e2fsck [option] DEVICE
    option:
    -y:对所有问题自动回答为yes
    -f:强制检测

fsck命令:
。```fsck - check and repair a Linux file system
-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

因进程意外终止或系统奔溃等原因导致写入操作非正常终止时,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(umount)

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