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)