linux磁盘管理

对于linux而言，一切皆文件，包括设备文件，即把设备文件关联至某设备的驱动程序，进而能够与该设备进行通信，一个写入操作，对于系统来说是一个输出操作，对于硬件设备，则是输入操作，设备文件分为两种，块（block）设备和字符（character）设备。
设备文件：关联至一个设备驱动程序，进而能够跟与之对应硬件设备进行通信；每个硬件设备依靠一个设备号码与硬件进行通信。
设备号码：
主设备号：major number, 标识设备类型
次设备号：minor number, 标识同一类型下的不同设备
输入ls -l /etc


上图中，10表示主设备号，227表示次设备号

硬盘接口类型及接口速率：
并行：
IDE：133MB/s
SCSI：640MB/s
串口：
SATA：6Gbps
SAS：6Gbps
USB：480MB/s
rpm: rotations per minute

/dev/DEV_FILE

磁盘设备的设备文件命名：
IDE: /dev/hd

SCSI, SATA, SAS, USB: /dev/sd
不同设备：a-z
/dev/sda, /dev/sdb, ...
同一设备上的不同分区：1,2, ...
/dev/sda1, /dev/sda5

机械式硬盘：

track：磁道
cylinder: 柱面
secotr: 扇区
0磁道：512bytes


如何分区：
按柱面
0磁道0扇区：共512bytes（MBR: Master Boot Record）其中446bytes为boot loader，

64bytes为分区表，每16bytes: 标识一个分区剩余2bytes:如55AA表示前面多少字节为有效
记录
4个主分区；

3主分区+1扩展(N个逻辑分区)


分区管理工具：fdisk, parted, sfdisk
fdisk：对于一块硬盘来讲，最多只能管理15分区；
# fdisk -l [-u] [device...]



# fdisk device

子命令：管理功能
p: print, 显示已有分区；
n: new, 创建
d: delete, 删除
w: write, 写入磁盘并退出
q: quit, 放弃更新并退出
m: 获取帮助
l: 列表所分区id
t: 调整分区id



查看内核是否已经识别新的分区：
# cat /proc/partations




通知内核重新读取硬盘分区表：
partx -a /dev/DEVICE
-n M:N(表示读取设备号由M到N的分区)
kpartx -a /dev/DEVICE

-f: force 表示强制执行，有风险，慎用
CentOS 5: 使用partprobe

partprobe [/dev/DEVICE]

Linux文件系统管理：
Linux文件系统: ext2, ext3, ext4, xfs, btrfs, reiserfs, jfs, swap
swap: 交换分区
光盘：iso9660
Windows：fat32, ntfs
Unix: FFS, UFS, JFS2
网络文件系统：NFS, CIFS
集群文件系统：GFS2, OCFS2
分布式文件系统：ceph, moosefs, mogilefs, GlusterFS, Lustre

根据其是否支持"journal"（日志）功能：
日志型文件系统: ext3, ext4, xfs, ...
非日志型文件系统: ext2, vfat

文件系统的组成部分：
内核中的模块：ext4, xfs, vfat
用户空间的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs, mkfs.vfat

Linux的虚拟文件系统：VFS

创建文件系统：
mkfs命令：
(1) # mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE
ext4
xfs
btrfs
vfat
(2) # mkfs -t FS_TYPE /dev/DEVICE
-L 'LABEL': 设定卷标



mke2fs：ext系列文件系统专用管理工具
-t {ext2|ext3|ext4}用于指定文件系统
-b {1024|2048|4096}用于指定块大小
-L 'LABEL'用于指定卷标
-j: 相当于 -t ext3 mkfs.ext3 = mkfs -t ext3
= mke2fs -j = mke2fs -t ext3
-i #: 为数据空间中每多少个字节创建一个inode；此大小不应该小于block的大小；
-N #：为数据空间创建个多少个inode；
-m #: 为管理人员预留的空间占据的百分比；(默认5%)
-O FEATURE[,...]：启用指定特性
-O ^FEATURE：关闭指定特性
mke2fs -b 1024 -m 3 -L MYDATA /dev/sda5

mkswap：创建交换分区

mkswap [options] device
-L 'LABEL'
前提：调整其分区的ID为82；

mkswap /dev/sda3




其它常用工具：

blkid：块设备属性信息查看
blkid [OPTION]... [DEVICE]
-U UUID: 根据指定的UUID来查找对应的设备
blkid -U 'b369e752-1910-4120-aa0e-f8e748a3098a'
-L LABEL：根据指定的LABEL来查找对应的设备
blkid -L 'MYDATA'
e2label：管理ext系列文件系统的LABEL
# e2label DEVICE [LABEL] e2label /dev/sda5 TEST

tune2fs：重新设定ext系列文件系统可调整参数的值
-l：查看指定文件系统超级块信息；super block
tune2fs -l /dev/sda5
-L 'LABEL'：修改卷标
-m #：修预留给管理员的空间百分比
-j: 将ext2升级为ext3 tune2fs -O has_journal /dev/sda5
-O: 文件系统属性启用或禁用
-o: 调整文件系统的默认挂载选项 tune2fs -o acl /dev/sda5
-U UUID: 修改UUID号；

dumpe2fs：
-h：查看超级块信息 dumpe2fs -h /dev/sda5

文件系统检测：
fsck: File System CheCk
fsck.FS_TYPE (只能根据FS_TYPE检测其特定的文件系统)
fsck -t FS_TYPE
-a: 自动修复错误
-r: 交互式修复错误
fsck.ext3 -r /dev/sda5

Note: FS_TYPE一定要与分区上已经文件类型相同；

e2fsck：ext系列文件专用的检测修复工具
-y：自动回答为yes;
-f：强制修复；

文件系统管理：
将额外文件系统与根文件系统某现存的目录建立起关联关系，进而使得此目录做为其它文件访问入口的行为称之为挂载；
解除此关联关系的过程称之为卸载；

把要挂载的设备关联至挂载点：Mount Point
mount
卸载时：可使用设备，也可以使用挂载点

umount
注意：挂载点下原有文件在挂载完成后会被临时隐藏，直至挂在设备卸载后才能读取；

挂载方法：mount DEVICE MOUNT_POINT
mount：(不带参数)通过查看/etc/mtab文件显示当前系统已挂载的所有设备
mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir
device：指明要挂载的设备；
(1) 设备文件：例如/dev/sda5
(2) 卷标：-L 'LABEL', 例如 -L 'MYDATA'
(3) UUID, -U 'UUID'：例如 -U '0c50523c-43f1-45e7-85c0-a126711d406e'
(4) 伪文件系统名称：proc, sysfs, devtmpfs, configfs
dir：挂载点
事先存在；建议使用空目录；
进程正在使用中的设备无法被卸载；

常用命令选项：
-t vsftype：指定要挂载的设备上的文件系统类型；
-r: readonly，只读挂载；
-w: read and write, 读写挂载；
-n: 不更新/etc/mtab；
-a：自动挂载所有支持自动挂载的设备；(定义在了/etc/fstab文件中，且挂载选项中
有“自动挂载”功能)
-L 'LABEL': 以卷标指定挂载设备；
-U 'UUID': 以UUID指定要挂载的设备；
-B, --bind: 绑定目录到另一个目录上；

注意：查看内核追踪到的已挂载的所有设备：cat /proc/mounts

-o options：(挂载文件系统的选项)
async：异步模式；
sync：同步模式；
atime/noatime：包含目录和文件；
diratime/nodiratime：目录的访问时间戳
auto/noauto：是否支持自动挂载
exec/noexec：是否支持将文件系统上应用程序运行为进程
dev/nodev：是否支持在此文件系统上使用设备文件；
suid/nosuid：指定是否拥有suid权限
remount：重新挂载
ro：只读模式，一般用于光盘
rw:读写模式
user/nouser：是否允许普通用户挂载此设备
acl：启用此文件系统上的acl功能

注意：上述选项可多个同时使用，彼此使用逗号分隔；
默认挂载选项：defaults
rw, suid, dev, exec, auto, nouser, and async
如需开机自动挂载，还需编辑/etc/fstab文件




卸载命令：
# umount DEVICE
# umount MOUNT_POINT

查看正在访问指定文件系统的进程：
# fuser -v MOUNT_POINT

终止所有在正访问指定的文件系统的进程：
# fuser -km MOUNT_POINT

挂载交换分区：
启用：swapon
swapon [OPTION]... [DEVICE]
-a：激活所有的交换分区；
-p PRIORITY：指定优先级；
禁用：swapoff [OPTION]... [DEVICE]

内存空间使用状态：
free [OPTION]
-m: 以MB为单位
-g: 以GB为单位


文件系统空间占用等信息的查看工具：
df:
-h: human-readable
-i：inodes instead of blocks
-P: 以Posix兼容的格式输出;


查看某目录总体空间占用状态：
du：
du [OPTION]... DIR
-h: human-readable
-s: summary

文件挂载的配置文件：/etc/fstab

每行定义一个要挂载的文件系统：
要挂载的设备或伪文件系统 挂载点 文件系统类型 挂载选项 转储频率 自检次序

要挂载的设备或伪文件系统：
设备文件、LABEL(LABEL="")、UUID(UUID="")、伪文件系统名称(proc, sysfs)

挂载选项：
默认为defaults
转储频率：

0：不做备份
1：每天转储
2：每隔一天转储
自检次序：

0：不自检
1：首先自检；一般只有rootfs才用1；
...

文件系统上的其它概念：

Inode: Index Node, 索引节点
地址指针：
直接指针：
间接指针：
三级指针：


inode bitmap：对位标识每个inode空闲与否的状态信息；

链接文件：
硬链接：
不能够对目录进行；
不能跨分区进行；
指向同一个inode的多个不同路径；创建文件的硬链接即为为inode创建新的引用路
径，因此会增加其引用计数；

符号链接：
可以对目录进行；
可以跨分区；
指向的是另一个文件的路径；其大小为指向的路径字符串的长度；不增加或减少目标
文件inode的引用计数；

ln [-sv] SRC DEST
-s：symbolic link
-v: verbose

文件管理操作对文件的影响：
文件删除：
文件复制：
文件移动：