1.Linux 磁盘、文件系统管理---磁盘管理及分区

Linux 磁盘、文件系统管理==============================================================================概述：磁盘结构
分区类型
管理分区
管理文件系统
挂载设备
管理虚拟内存
==============================================================================

第一篇：Linux磁盘管理

1.概述：★计算机的组成计算机的五大组成部件：输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器，其中，输入、输出设备称之为I/O设备，运算器和控制器称之为CPU ，存储器如内存、硬盘等。计算机只有CPU和内存其实就可以独立完成计算任务了，只是其输入输出都在内存中实现，但是，内存属于随机存储单元，断点就会导致数据丢失，因此，我们就通过其他辅助设备来弥补内存的不足，这些辅助设备称之为外存，如：磁盘，光驱等。
2.硬盘：★接口类型：



★硬盘分类：固态硬盘
机械硬盘
★硬盘存储术语（CHS）：head：磁头 256个 ；
track：磁道 1024个磁道；
平均寻道时间：5400rpm（转/分），7200rpm，10000rpm，15000rpm；
cylinder：柱面 （分区划分基于柱面）；
secotr：扇区，512bytes 63个；
cylinder=512*63track*256head=8M

附图：



3.设备文件：★设备文件对Linux而言，其哲学思想之一就是“一切皆文件”，因此 linux 之上所有设备的操作都是通过文件接口来实现的，也就是说在访问设备的时候就如同访问一个文件一样，因此他们使用的都是文件系统接口。

[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]一切皆文件
open(), read(), write(), close()
[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]设备类型：块设备(block)：随机访问，数据交换单位是“块”；
字符设备(character)：线性访问，数据交换单位是“字符”；
[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]设备文件：FHS /dev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；
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minor：次设备号，区分同种类型下的不同设备；是特定设备的访问入口；
附图：


[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]mknod命令：创建设备文件作用：make block or character speclal files
语法：mknod [OPTION]... NAME TYPE [MAJOR MINOR]
选项：-m MODE：创建后的设备文件的访问权限；



4.设备文件名：★设备文件名：（ICANN：互联网名称地址分配机构定义）[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]磁盘：IDE：/dev/hd[a-z] 例如：/dev/hda,/dev/hdb；
SCSI,SATA,USB,SAS：不同设备：/dev/sd[a-z]
[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]分区：同一设备上的不同分区：1,2...
/dev/sda#: 如：/dev/sda1...
CentOS 6和7统统将硬盘设备文件表示为：/dev/sd[a-z]#
[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]引用设备的方式：设备文件名；
卷标（label）；
UUID（全局唯一标识符，uuidgen 命令可以生成uuid）；



注意：引用设备的时候，最好用UUID，因为设备文件名可能会改变。

磁盘分区：MBR、GPT

1.MBR分区：★MBR：0 sector （0磁道0扇区）在磁盘上有一个叫做0磁道0扇区是被预留出来的，他不属于任何分区，这个扇区称之为MBR，严格意义上讲应该叫做用来存储MBR的一段空间；
MBR：即 Master Boot Record 主引导记录，MBR又分为三部分

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◆446bytes：bootloader，程序，引用启动操作系统程序；◆64bytes：分区表，每16bytes标识一个分区，一共只能有4个分区；一块磁盘要么最多划分4个分区，要么划分成3个主分区+1个扩展分区（N个逻辑分区）

4个主分区：3主分区+1扩展(N个逻辑分区）；
◆2bytes：MBR区域的有效标识；一般55AA为有效；


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逻辑分区只能从5开始（5+）
附图：

[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]命令：echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan 新增添磁盘，还不能直接显示出来，要想出现要对磁盘进行扫描(实际生产环境中不需要，都是热插拔技术)：
假如 fdisk -l 还是未发现新硬盘，则将上面命令中的host0,替换为host1,host2,....看看；
我们再查看系统日志/var/log/messages，发现对SCSI设备进行了一次重新扫描，用fdisk -l也看到了新增加的磁盘了。上面的命令主要的目的就是scan the SCSI bus
2.GBT分区：★GPT分区UID（Globals Unique Identifiers）partition table ；
支持128个分区，使用64位，支持8Z（512Byte/block ）64Z （4096Byte/block）；
使用128位UUID 表示磁盘和分区GPT分区表自动备份在头和尾两份，并有CRC校验位；
UEFI (统一扩展固件接口)硬件支持GPT，使操作系统启动

磁盘管理

1.工具：★管理磁盘[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]列出块设备：lsblk[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]创建分区使用：fdisk：创建MBR分区，也支持GPT，对于一块硬盘，最多只能管理15分区；
gdisk：创建GPT分区；
GNU parted：高级分区操作（创建、复制、调整大小等等）；
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2.fdisk命令：★fdisk：[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]查看磁盘的分区信息：fdisk -l [-u] [device...]；列出指定磁盘上的分区情况



★管理分区：fdisk devicefdisk提供了一个交互式接口来管理分区，他有许多命令，分别用于不同的管理功能；所有的操作均在内存中完成，没有直接同步到磁盘；直接使用w命令保存至磁盘上；



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d：删除已有分区；（如果删除扩展分区sda4 逻辑分区都会消失）；
t：修改分区类型；
l：查看所有支持的已知ID；
w：保存并退出；
q：不保存并退出；
m：查看帮助信息；
p：显示现有分区表
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，内核可能在创建完成后无法直接识别；


[b]3.同步分区表：[/b]★同步分区表：partx，partprobe[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]查看内核是否已经识别新的分区：# cat /proc/partations
lsblk
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◆新增分区用：partx -a /dev/device；
kpartx -af /dev/device
◆删除分区用：partx -d --nr N /dev/DEVICE （N：表示删除的哪个分区就写几，N-M表示范围）
centos6：--nr N-M（表示范围）
[b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b][b]☉[/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b][/b]partprobe命令：centos5,7使用。一条命令搞定，增减删除都可以！
用法：partprobe [/dev/DEVICE]
演示： 1.fdisk -l [device] 列出所有的磁盘分区

# 列出所有设备的磁盘分区
[root@centos7 ~]#  fdisk -l

磁盘 /dev/sda：85.9 GB, 85899345920 字节，167772160 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x0007c37e

设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     1001471      499712   83  Linux
/dev/sda2         1001472    84887551    41943040   83  Linux
/dev/sda3        84887552   126830591    20971520   83  Linux
/dev/sda4       126830592   167772159    20470784    5  Extended
/dev/sda5       126834688   131031039     2098176   82  Linux swap / Solaris

# 列出指定设备的磁盘分区
[root@centos7 ~]#  fdisk -l /dev/sda

磁盘 /dev/sda：85.9 GB, 85899345920 字节，167772160 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x0007c37e

设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     1001471      499712   83  Linux
/dev/sda2         1001472    84887551    41943040   83  Linux
/dev/sda3        84887552   126830591    20971520   83  Linux
/dev/sda4       126830592   167772159    20470784    5  Extended
/dev/sda5       126834688   131031039     2098176   82  Linux swap / Solaris

2.查看所有以支持分区的ID类型

3.创建磁盘分区：

[root@centos7 ~]# fdisk /dev/sda
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。

命令(输入 m 获取帮助)：p

磁盘 /dev/sda：85.9 GB, 85899345920 字节，167772160 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x0007c37e

设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     1001471      499712   83  Linux
/dev/sda2         1001472    84887551    41943040   83  Linux
/dev/sda3        84887552   126830591    20971520   83  Linux
/dev/sda4       126830592   167772159    20470784    5  Extended
/dev/sda5       126834688   131031039     2098176   82  Linux swap / Solaris

命令(输入 m 获取帮助)：n # 创建新分区
All primary partitions are in use
添加逻辑分区 6

起始 扇区 (126832640-167772159，默认为 126832640)：
将使用默认值 126832640
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (126832640-126834687，默认为 126834687)：+2G
值超出范围。
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (126832640-126834687，默认为 126834687)：
将使用默认值 126834687
分区 6 已设置为 Linux 类型，大小设为 1 MiB  # 使用默认值

命令(输入 m 获取帮助)：p  # 打印当前磁盘分区

磁盘 /dev/sda：85.9 GB, 85899345920 字节，167772160 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x0007c37e

设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     1001471      499712   83  Linux
/dev/sda2         1001472    84887551    41943040   83  Linux
/dev/sda3        84887552   126830591    20971520   83  Linux
/dev/sda4       126830592   167772159    20470784    5  Extended
/dev/sda5       126834688   131031039     2098176   82  Linux swap / Solaris
/dev/sda6       126832640   126834687        1024   83  Linux

Partition table entries are not in disk order

命令(输入 m 获取帮助)：d   # 删除指定分区
分区号 (1-6，默认 6)：6
分区 6 已删除

命令(输入 m 获取帮助)：n   # 创建新分区
All primary partitions are in use
添加逻辑分区 6
起始 扇区 (126832640-167772159，默认为 126832640)：131031042
Sector 131031042 is already allocated
起始 扇区 (131033088-167772159，默认为 131033088)：131031400
值超出范围。
起始 扇区 (131033088-167772159，默认为 131033088)：131032000
值超出范围。
起始 扇区 (131033088-167772159，默认为 131033088)：132000000   # 上面总是提示超出范围，这里可以选择一个离前一个结束扇区大的值
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (132000000-167772159，默认为 167772159)：+5G  # 创建新分区为+5G
分区 6 已设置为 Linux 类型，大小设为 5 GiB

命令(输入 m 获取帮助)：p

磁盘 /dev/sda：85.9 GB, 85899345920 字节，167772160 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x0007c37e

设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     1001471      499712   83  Linux
/dev/sda2         1001472    84887551    41943040   83  Linux
/dev/sda3        84887552   126830591    20971520   83  Linux
/dev/sda4       126830592   167772159    20470784    5  Extended
/dev/sda5       126834688   131031039     2098176   82  Linux swap / Solaris
/dev/sda6       132000000   142485503     5242752   83  Linux  # 新创建的分区

命令(输入 m 获取帮助)：w   # 保存分区，但是有报警，这里说明内核并没有真正识别分区
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: 设备或资源忙.
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)
正在同步磁盘。

4.同步分区表

# 在fdisk 命令下可以显示出新创建的分区，但有没有真正识别要看内核
[root@centos7 ~]# fdisk -l

磁盘 /dev/sda：85.9 GB, 85899345920 字节，167772160 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x0007c37e

设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     1001471      499712   83  Linux
/dev/sda2         1001472    84887551    41943040   83  Linux
/dev/sda3        84887552   126830591    20971520   83  Linux
/dev/sda4       126830592   167772159    20470784    5  Extended
/dev/sda5       126834688   131031039     2098176   82  Linux swap / Solaris
/dev/sda6       132000000   142485503     5242752   83  Linux

# 保存了内核所识别的所有分区，可以看出新创建的分区 sda6 并没有真正被内核识别
[root@centos7 ~]# cat /proc/partitions
major minor  #blocks  name

8        0   83886080 sda
8        1     499712 sda1
8        2   41943040 sda2
8        3   20971520 sda3
8        4          1 sda4
8        5    2098176 sda5
11        0    7587840 sr0

# lsblk 命令显示块设备，也可以查看
[root@centos7 ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   80G  0 disk
├─sda1   8:1    0  488M  0 part /boot
├─sda2   8:2    0   40G  0 part /
├─sda3   8:3    0   20G  0 part /usr
├─sda4   8:4    0    1K  0 part
└─sda5   8:5    0    2G  0 part [SWAP]
sr0     11:0    1  7.2G  0 rom

#------------------------------------------------------------------------------
# 使用 partx 命令通知内核重读分区表，有的时候一次不行，再通知第二次
[root@centos7 ~]# partx -a /dev/sda
partx: /dev/sda: error adding partitions 1-5
[root@centos7 ~]# partx -a /dev/sda
partx: /dev/sda: error adding partitions 1-6   # centos7 使用 partprobe /dev/sda 一条命令搞定

[root@centos7 ~]# cat /proc/partitions
major minor  #blocks  name

8        0   83886080 sda
8        1     499712 sda1
8        2   41943040 sda2
8        3   20971520 sda3
8        4          1 sda4
8        5    2098176 sda5
8        6    5242752 sda6   # 确定新分区出现，才可以做后续的操作，如创建文件系统
11        0    7587840 sr0
[root@centos7 ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   80G  0 disk
├─sda1   8:1    0  488M  0 part /boot
├─sda2   8:2    0   40G  0 part /
├─sda3   8:3    0   20G  0 part /usr
├─sda4   8:4    0    1K  0 part
├─sda5   8:5    0    2G  0 part [SWAP]
└─sda6   8:6    0    5G  0 part
sr0     11:0    1  7.2G  0 rom

# 删除分区，通知内核重读分区表
[root@centos7 ~]# cat /proc/partitions
major minor  #blocks  name

8        0   83886080 sda
8        1     499712 sda1
8        2   41943040 sda2
8        3   20971520 sda3
8        4          1 sda4
8        5    2098176 sda5
8        6    5242752 sda6
11        0    7587840 sr0
[root@centos7 ~]# partprobe /dev/sda   # 或者使用  partx -d --nr 6 /dev/sda
[root@centos7 ~]# cat /proc/partitions
major minor  #blocks  name

8        0   83886080 sda
8        1     499712 sda1
8        2   41943040 sda2
8        3   20971520 sda3
8        4          1 sda4
8        5    2098176 sda5
11        0    7587840 sr0
[root@centos7 ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   80G  0 disk
├─sda1   8:1    0  488M  0 part /boot
├─sda2   8:2    0   40G  0 part /
├─sda3   8:3    0   20G  0 part /usr
├─sda4   8:4    0    1K  0 part
└─sda5   8:5    0    2G  0 part [SWAP]
sr0     11:0    1  7.2G  0 rom