Linux下：磁盤管理和文件系統管理

阿新 • • 發佈：2018-06-04

pro 協調開始路徑原理位置 rtai 關機 solaris

一、磁盤基礎知識
本章學習之前需要了解以下幾點：
　　?強調: Linux裏面一切皆文件。
　　?I/O Ports即I/O設備地址，用來標識硬件對應的設備地址，來讓操作系統以及cpu使用。
　　?註意: CPU的核數不一定就是越多越好，由於CPU協調之間的問題，性能可能不升反降。

1、設備文件
　　①、什麽是設備文件
　　　　設備文件會關聯至一個設備驅動，進而能夠跟與之對應的硬件設備進行通信
　　②、設備文件分類：
　　　　?塊設備：block。存取單位"快"。典型代表：磁盤
　　　　?字符設備：char，存取單位"字符"。典型代表鍵盤

　　③、設備文件路徑：

　　　　# /dev/dev_file

　　④、設備號碼標識：
　　　　主設備號：major number，標識設備類型
　　　　次設備號：minor number，標識同一類設備號下的不同設備

[root@oldboy dev]# ls -l /dev/ | grep "sda"
lrwxrwxrwx. 1 root root           4 May 23 16:37 root -> sda3
brw-rw----. 1 root disk      8,   0 May 29 05:40 sda　　　　【註意：這是同一設備類型，所以主設備號都是8，由於是同一設備類型下的不同設備，所以次設備號不同，且sdade的次設備號是0】
brw-rw----. 1 root disk      8,   1 May 23 16:37 sda1
brw-rw----. 1 root disk      8,   2 
 May 23 16:37 sda2
brw-rw----. 1 root disk      8,   3 May 23 16:37 sda3

　　⑤、硬盤接口類型
　　　　接口速率而非硬件設備速率，同一個接口不同的硬盤速率不同

　　　並行（實現數據串行工作，類似雙向兩車道，但是之間有數據幹擾）

　　　　　IDE：133MB/s

　　　　　SCSI：640MB/s

　　　串口（實現數據串行工作，類型單向四車道）

　　　　 SATA3：6Gbps(需要除以8來得到實際速率)

　　　　　SAS：6Gbps

　　　　　USB：480MB/s

　　　　單位(rpm): rotations per minute

　　⑥、磁盤設備的設備文件命名
　　　　命名格式： /dev/DEV_FILE

　　　　不同的主設備命名方法： /dev/sd#
　　　　　　【註意：#代表a-z】
　　　　　　如：

　　　　　　 · IDE:：/dev/hd 　　　　　　 · SCSI, SATA, SAS, USB：/dev/sd 　　　　

　　　　同一主設備不同的分區命名：
　　　　　　【直接使用數字區分】
　　　　　　如：/dev/sda /dev/sda2 /dev/sda2 /dev/sda3

2、機械式硬盤【這一部分寫出來主要是了解作用：要了解什麽是磁道、扇區、柱面】

　　機械硬盤主要由以下幾部分組成：機械手臂（Boom）,磁頭（Head）,轉軸（Spindle），盤片（Platter）組成，在實際應用中又將盤片分成了磁道（Track），扇區（Sector）和柱面（Cylinder）

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在實際應用中又將盤片分成了磁道（Track），扇區（Sector）和柱面（Cylinder）

技術分享圖片　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

3、分區原理知識點　　前言：機械式硬盤是按柱面分區的　　　　①、0磁道0扇區　　　　在傳統的系統上，當我們啟動計算機的時候，默認的最開始會讀取0磁道0扇區的數據，其大小是512bytes，　　　　它不屬於任何分區，用來標識我們創建的分區信息等　　　　0磁道0扇區的大小不會算在分區裏面

446bytes: boot loader 主引導記錄
64bytes: 分區表
16bytes: 標識一個分區　　　　　　【所以一個機械硬盤最多只能夠分4個主分區，或者3個主分區+擴展分區(N個邏輯分區)】
2bytes: 55AA用來標識結尾

實戰演練：(要知道 "dd"命令是幹什麽的)

# 備份MBR
dd if=/dev/sda1 of=/root/mbr bs=512 count=1

# 恢復MBR：
dd if=/root/mbr of=/dev/sda1 bs=512 count=1

# 恢復分區表：
dd if=/root/mbr of=/dev/sda1 bs=512 skip=446 count=66
　　註：mbr大小512 所以bs=512 count=1 bs=512 skip=446 count=66 用來確定分區表在備份文件中的位置

4、磁盤分區管理工具：【fdisk 、parted 、sfdisk】

　　本篇文章主要是講解fdisk進行磁盤分區操作

　　fdisk 管理分區的前提條件：最多只能夠管理15個分區

　　語法格式2： fdisk [-l, -u] [device]

　　　　參數說明：如果不帶參數的話，直接進行分區

　　　　　　　　 -l：顯示當前系統分區情況；後面如果帶了具體的那個分區的話，就顯示那個分區結構

　　　　　　　　 -u：對磁盤進行分區操作

在使用fdisk命令的時候註意：
# fdisk -u /dev/sda　　　　【正確】
# fdisk -u /dev/sda1　　　 【錯誤】

　在分區操作上：以下是子命令管理操作

　　 p: print, 顯示已有分區；

n: new, 創建　　　　　　　　【在分區的時候註意：因為必須保留1-4這4個數字給主分區和擴展分區使用，所以邏輯分區的數字必須從5開始】 d: delete, 刪除 w: write, 寫入磁盤並退出 q: quit, 放棄更新並退出 m: 獲取幫助 l: 列表所分區id t: 調整分區id

分區保存退出之後還要進行以下幾步操作才行

　　①、查看內核是否已經識別分區命令：

　　　　# cat /proc/partaions

　　②、如果內核沒有識別，則通知內核重新讀取磁盤分區表　　　

　　　　方法一：
　　　　　　# partx [-a,-n] /dev/DEVICE
　　　　　　　-a:讀取全部全部分區表
　　　　　　　-n:讀取指定的分區表

　　　　方法二：
　　　　　　#kpartx [-a,-f] /dev/DEVICE
　　　　　　　-a:讀取全部全部分區表
　　　　　　　-f:強制讀取分區表【註意：這種方法不建議使用，如果上面的讀取方法不行的話，最後才使用這種方法】

　　　　方法三：【註意：這個方法只適用於centos5.x系列】
　　　　　　# partprobe [/dev/DEVICE]

　　 ③、做了上面幾步之後，如果想使用當前分區的磁盤的話，還需要格式化磁盤

案例分析：

[root@oldboy ~]# fdisk -l　　　　【查看當前系統裏面的所有分區情況】
　　
Disk /dev/sda: 10.7 GB, 10737418240 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 1305 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x0006ac8d

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *           1          26      204800   83  Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2              26         113      694272   82  Linux swap / Solaris
Partition 2 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda3             113        1306     9585664   83  Linux

[root@oldboy ~]# fdisk -u /dev/sda　　　　　　【在磁盤sda上面創建新的分區】

WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It‘s strongly recommended to
         switch off the mode (command ‘c‘).

Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
e　　　　　　　　　　【擴展分區】
Selected partition 4
First sector (63-20971519, default 63): 
Using default value 63
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (63-2047, default 2047): 1000

Command (m for help): p　　　　【查看分區信息】

Disk /dev/sda: 10.7 GB, 10737418240 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 1305 cylinders, total 20971520 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x0006ac8d

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048      411647      204800   83  Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2          411648     1800191      694272   82  Linux swap / Solaris
Partition 2 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda3         1800192    20971519     9585664   83  Linux
/dev/sda4              63        1000         469    5  Extended
Partition 4 does not end on cylinder boundary.

Partition table entries are not in disk order

Command (m for help): w　　　　【保存分區信息並退出】
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: Device or resource busy.
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.
[root@oldboy ~]# cat /proc/partitions 　　【查看內核是否已經識別了分區，這裏內核沒有識別分區】
major minor  #blocks  name

   8        0   10485760 sda
   8        1     204800 sda1
   8        2     694272 sda2
   8        3    9585664 sda3
[root@oldboy ~]# partx -a /dev/sda　　　　【通知內核重新讀取磁盤分區信息】
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 1
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 2
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 3
[root@oldboy ~]# cat /proc/partitions 　　【再次查看，內核已經識別了分區】
major minor  #blocks  name

   8        0   10485760 sda
   8        1     204800 sda1
   8        2     694272 sda2
   8        3    9585664 sda3
   8        4        469 sda4

5、文件系統管理操作

　　1）文件系統類型介紹：

　　linux文件系統類型：ext2、ext3、ext4、xfs 【btfrs、reiserfs、jfs、swap(交換分區)、光盤(iso9660)】
　　swap: 交換分區

　　windows: fat32 、utfs
　　unix: FFS、UFS、JFS2
　　網絡文件系統：NFS、CIFS
　　集群文件系統：GFS2、OCFS2
　　分布式文件系統：ceph

　　根據其是否支持"journal"功能，又分為
　　　日誌文件系統：ext3,ext4,xfs,...
　　　非日子文件系統：ext2,vfat

　　文件系統的組成部分：

內核中的模塊：ext4, xfs, vfat 用戶空間的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs, mkfs.vfat　　【其實是一一對應的】

　　Linux的虛擬文件系統：VFS------linux系統上可同時使用多種文件系統類型，最終都統一成VFS來進行管理，

　　　　　　　　　　　　　使用cat /proc/filesystems命令來查看系統支持的文件系統類型，

　　　　　　　　　　　　　lsmod命令能查看已裝載的模塊

2）創建文件系統（格式化）：

　　mkfs命令：　　

　　語法1： mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE

　　語法2：mkfs -t FS_TYPE /dev/DEVICE [上面一個可以說成是下面這個的簡寫]

　　　　　　FS_TYPE 選項：

　　　　　　　　ext4、xfs、btrfs、vfat

　　　　　　共同參數：

　　　　　　　 -L # : 設定卷標名為#

案例詳解：

[root@oldboy ~]# mkfs.ext4 -L "myname" /dev/sda4  【創建文件系統的同時指定卷標】
mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Filesystem label=myname
OS type: Linux
Block size=1024 (log=0)
Fragment size=1024 (log=0)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
64 inodes, 468 blocks
23 blocks (4.91%) reserved for the super user
First data block=1
Maximum filesystem blocks=524288
1 block group
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
64 inodes per group

Writing inode tables: done                            

Filesystem too small for a journal
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

This filesystem will be automatically checked every 29 mounts or
180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

[root@oldboy ~]# blkid /dev/sda4    【查看文件系統類型】
/dev/sda4: LABEL="myname" UUID="0f2e4652-15aa-4589-8c3f-225f73b0c74d" TYPE="ext4" 
[root@oldboy ~]#

View Code

3）文件系統專用管理工具：

　　mke2fs命令【是ext系列文件系統專用管理工具】

　　　　語法：mke2fs [OPTIONS] /dev/DEVICE

　　　　　　　　參數：

　　　　　　　　-t: (ext2\ext3\ext4)
　　　　　　　　-b:指定block大小，不指定的話默認（1024.2048.4096）
　　　　　　　　-L: 指定卷標
　　　　　　　　-j: 相當於 -t ext3

　　　　　　　　-i # : 為數據空間中沒多少個字節創建一個inode;ci大小不應該小雨block大小
　　　　　　　　-n # : 為數據空間創建多少個inode
　　　　　　　　-m # : 為管理人員預留的空間占據百分比；默認百分之5的空間
　　　　　　　　-O FEATURE[,...] : 啟用指定特性
　　　　　　　　-O ^FEATURE[,...]: 關閉指定特性

　　　　舉例：mke2fs -b 2048 -m 3 -L MYDATA /dev/sda4

4）創建交換分區

　　命令：mkswap

　　　　使用命令的前提：必須先調整其分區的ID為82 (使用fdisk 裏面的 "t" 選項實現)

　　　　命令格式： mkswap [OPTIONS] ... DEVICE

　　　　　　參數： -L : "LABLE"

5）其他常用工具

　　blkid命令 :快設備屬性信息查看

　　　　語法： blkid [OPTIONS]... [/dev/DEVICE]

　　　　　　參數：　　　　　　　-L：根據指定的LABLE來查找對於的設備　　　　　　　-U：根據指定設備的UUID來查找對於的設備
　　　　　　　　【註意：如果前面跟了參數的話，是根據指定參數來查找設備文件，後面路徑不要寫(寫了也沒有用)；
　　　　　　如果前面不給參數的話，是查看設備文件的UUID和LABEL等，後面就必須寫上是哪個設備文件】　　技術分享圖片

[root@oldboy ~]# blkid /dev/sda4     【查看設備文件屬性信息】
/dev/sda4: LABEL="lable" UUID="d33ffdae-f171-492e-b3d5-6099dcbe5856" TYPE="ext4" 
[root@oldboy ~]# blkid -L lable  【根據設備文件的LABLE，找到該設備文件】     
/dev/sda4
[root@oldboy ~]#blkid -U "d33ffdae-f171-492e-b3d5-6099dcbe5856"   【根據設備文件的UUID，找到該設備文件】

Blkid 命令的用法

　　e2lable命令:管理ext系列文件系統的LABLE

　　　　語法： e2lable [LABLE] DEVICE

　 tune2fs命令:重新設定ext系列文件系統可調整參數的值　　

　　　　參數：
　　　　　-l：查看文件系統的超級塊信息：super block
　　　　　-L ‘LABLE‘ : 修改卷標
　　　　　-j: 將 ext2 升級為ext3 （相當於 "-t ext3"）
　　　　　-m # : 為管理人員預留的空間占據百分比；默認百分之5的空間
　　　　　-O FEATURE[,...] : 啟用指定特性
　　　　　-O ^FEATURE[,...] 關閉指定特性
　　　　　　tune2fs -O has_journal /dev/sda5, 會把原先的ext2文件系統改為ext3,
　　　　　　tune2fs -O ^has_journal /dev/sda5 禁用此屬性
　　　　　-o：調整文件系統的默認掛載選項，用法和上面一樣，關於屬性名可以man tune2fs來查看，
　　　　　　例如tune2fs -o ^acl /dev/sda5 #禁用默認掛載選項的acl功能
　　　　　-U UUID : 修改UUID號;UUID但是隨機生成的，要修改的場景不多

　　　　dumpe2fs命令

　　　　-h：　　查看超級快信息

　　　　舉例： dumpe2fs /dev/sda4 會詳細的顯示文件系統信息,或者說是布局信息，比如分組情況，塊信息，inode位置等

6）文件系統的檢測工具（常用於異常關機導致文件系統出錯的情況）：

　　　　註意事項：無論是異常關機還是正常關機，開機時不要進行文件自動檢測，最好是開機後進行文件手動檢測

　　　　技術分享圖片

Linux下：磁盤管理和文件系統管理

Linux下：磁盤管理和文件系統管理

磁盤配額和文件系統管理實驗

Linux下：磁盤管理和文件系統管理

一、Linux磁盤管理和文件系統管理

磁盤及文件系統管理-小結

09_02_磁盤及文件系統管理詳解之五

9.3磁盤及文件系統管理詳解

磁盤及文件系統管理詳解

三：磁盤與文件系統篇（1）——初識文件系統

第八課-08_04_磁盤及文件系統管理詳解之二

第九課--09_01_磁盤及文件系統管理詳解之三

第九課-09_02_磁盤及文件系統管理詳解之五

第九課--09_03_磁盤及文件系統管理詳解之六.avi

Linux下的磁盤和文件管理

2018-1-17Linux系統管理(1)Linux磁盤及文件系統的概念

2018-1-27Linux系統管理(3)(4)磁盤和文件系統管理工具

linux下的磁盤管理

磁盤和文件系統管理的實驗

磁盤和文件系統管理

NO.7day系統監控，硬盤分區和文件系統管理

Linux下追加磁盤空間的方法

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