Linux学习笔记之Linux磁盘及文件系统管理笔记

Linux磁盘及文件系统管理
    CPU,memory(RAM),I/O
 
    i/o: disks,ehtercard
        disks:持久存储数据
 
            接口类型:
                IDE(ata): 并口,133MB/s;并行总线,双向四车道;并行数据容易产生干扰,导致数据损坏重传,因此效率低;并行越高,干扰频率越高
                SCSI:并口,Ultrascsi320,320MB/s,UltraSCSI640,640MB/s;SCSI的费用更高;
                SATA: 串口,6Gbps;串行总线,有前后,不能并行传输;
                SAS:串口,6Gbps;
                USB:串口,480MB/s;
 
                并口:同一线缆可以接多块设备;
                    IDE:两个,主,从
                    SCSI:
                        宽带:16-1
                        窄带:8-1
                串口:同一线缆只可以接一设备;
 
                IOps : IO per second
                    IDE:100次左右IO
                    SCSI:150左右
                    SATA:100多
                    SAS:100多到200
                    SSD固态硬盘:400左右
                    7200  rpm的磁盘 IOPS = 1000 / (9 + 4.17)  = 76 IOPS
                    10000 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (6+ 3) = 111 IOPS
                    15000 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (4 + 2) = 166 IOPS
                    PCI-E接口的固态硬盘IOPS都是
                        440k IOPS // 44万
            硬盘:机械硬盘,固态硬盘SSD;
                固态硬盘:类似于U盘,内部是多个并行
             
                机械硬盘:
                    track:磁道一个同心圆,角速度一致;每一个盘片的双面都可以读取;每一个盘片的每一面都有磁头;
                    sector:扇区就是每一个磁道中被分成若干等分的区域.相邻磁道是有间隔的,这是因为磁化单元太近会产生干扰;512bytes;
                    Cylinder:柱面;分区划分基于柱面;越靠近外部磁道的分区,性能越好;
                    rpm:rotation per minute 每分钟多数转
                        5400rpm,7200rpm,10000rpm,15000rpm
 
                    硬盘的容量=柱面数(CYLINDER)*磁头数(HEAD)*扇区数(SECTOR)*512B
                    存储容量=磁头数×磁道(柱面)数×每道扇区数×每扇区字节数
 
    Linux的哲学思想:一切皆文件;
 
        设备类型:
            块(block):随机访问,数据交换单位是"块";
                sda,sdb
            字符(character):线性访问,数据交换单位是"字符";
                tty1,tty2,pts
        设备文件:FHS
            /dev
                设备文件:关联至设备的驱动程序;设备的访问入口;
                    设备号:
                        major:主设备,区分设备类型;用于标明设备所需要的驱动程序;
                        minor:次设备号,区分同种类型下的不同设备;是特定设备的访问入口
 
                    mknod命令:创建块设备和字符设备
                        mknod [OPTION] ... NAME TYPE [MAJOR MINOR]
                            如: mknod /dev/testdev c 111 1
                            -m MODE : 直接指定其权限 //调用系统调用来实现权限修改
                        TYPE:
                            b 块设备
                            c,u 字符设备,(unbuffered)
                            p FIFO设备
            设备文件名:是统一定义的,ICANN
 
            磁盘:
                IDE: /dev/hd[a-z]
                    例如:/dev/hda,/dev/hdb
                SCSI,SATA,USB,SAS:/dev/sd[a-z]
 
                引用设备的方式:
                    设备文件名
                    卷标
                    UUID  //128位
                分区:
                    /dev/sda[1-4]
                注意:Centos6和7统统将硬盘设备文件表示为/dev/sd[a-z]#
    磁盘分区:MBR,GPT
        MBR:0 sector  //0扇区
            master boot record  //主引导记录
 
            分为三部分:512字节
                446bytes:bootloader,程序,引导启动操作系统的程序
                64bytes:分区表,每16bytes标识一个分区,最多4个分区
                    4主分区
                    3主1扩展:
                        n逻辑分区
                2bytes :MBR区域的有效性,55AA为有效
            主分区和扩展分区的标识:1-4
            逻辑分区:5+
        GPT:
 
    fdisk命令:分区
        fdisk -l [-u] [device...]
        1.查看磁盘分区信息
            -l 列出信息
                centos6:start。。end:柱面
                centos7:start。。end:扇区
        2.管理分区
            fdisk /dev/sdb
            fdisk提供了交互式接口来管理分区,它有很多子命令,分别用于不同的管理功能,所有操作均在内存中完成,没有直接同步磁盘,直到w保存;
                n:创建新分区
                d:删除新分区
                t:修改分区类型
                l:查看所有已经id
                w:保存并退出
                q:不保存并退出
                m:查看帮助
                p:显示现有分区信息
            注意: 在已经分区并已经挂载其中某个分区的磁盘设备上建立的新分区,内核可能在创建完成后无法直接识别;
 
                查看:cat  /proc/partitions
                通知内核强制重读磁盘分区表:
                    centos5: partprobe [device]
                    centos6,7: partx,kpartx
                        partx -a [device]  //多次执行确认是否重读
                        kpartx -af [device]
                分区创建工具:parted,sfdisk
    创建文件系统:
        格式化:低级格式化(分区之前,划分磁道),高级格式化(分区之后对分区进行,创建文件系统)
        元数据区,数据区
            元数据区:inode(index node)
                文件元数据:大小,权限,属主属组 ,时间戳,数据块指针,
 
            链接文件:存储数据指针的空间当中存储的真实文件的访问路径:
            设备文件:存储数据指针的空间当中存心的设备号(major,minor):
 
        bitmap index:位图索引
            参考:http://www.cnblogs.com/LBSer/p/3322630.html
 
        VFS: Virtual File System
            Linux 的文件系统:ext2 ,ext3,ext4,xfs,reiserfs
            光盘:Iso9660
            网络文件系统:nfs, clfs
            集群文件系统:gfs2,ocfs2
            内核级分布式文件系统:ceph
            windows的文件系统:proc,sysfs, tmpfs,hugepagefs
            Unix的文件系统:UFS, FFS, JFS
            交换文件系统:swap
            用户空间的分布式文件系统:mogilefs, moosefs,glusterfs
 
    文件系统管理工具:
        创建文件系统管理工具
            mkfs
                mkfs.ext2(无日志功能),mkfs.ext3, mkfs.ext4, mkfs.xfs,mkfs.vfat,…
        检测及修复文件系统的工具
            fsck
                fsck.ext2,fsck,ext3,….
        查看其属性的工具
            dumpe2fs, tune2fs
        调整文件系统特性:
            tune2fs
链接文件:访问同一个文件不同路径;
    硬连接:指向同一个inode的多个文件路径;
        特性:
            (1)目录不支持硬连接;
            (2)硬连接不能跨文件系统;
            (3)创建硬连接会增加inode路径;
        创建:ln命令
            ln source_file link_file
    符号连接(软连接):指向一个文件路径的另一个文件路径;
        (1)符号链接与原文件是两个各自独立的文件,各有自己的inode;对原文件创建符号链接不会增加引用计数;        (2)支持对目录创建符号链接,可跨文件系统;
        (3)删除符号链接文件不影响原文件;但删除原文件,符号指定的路径即不存在,此时会变成无效链接;
    注意:符号链接文件的大小是其指定的文件的路径字符串的字节数;
        创建:ln -s 命令
            ln -s source_file link_file
                -v:verbose显示过程
磁盘和文件系统管理:
    文件系统管理工具:
        创建文件系统管理工具
            mkfs
                mkfs.ext2(无日志功能),mkfs.ext3, mkfs.ext4, mkfs.xfs,mkfs.vfat,…
        检测及修复文件系统的工具
          fsck
            fsck.ext2,fsck,ext3,….
        查看其属性的工具
            dumpe2fs, tune2fs
        调整文件系统特性:
            tune2fs
    内核级文件系统的组成部分:
        文件系统驱动:由内核提供
        文件系统管理工具:由用户空间的应用程序提供
    ext系列文件系统的管理工具:
        mkfs.ext2(格式化操作),mkfs.ext3, mkfs.ext4
        mkfs -t ext2=mkfs.ext2
 
        ext系列文件系统专用管理工具:mke2fs
            mke2fs [OPTIONS] device
                -t {ext2|ext3|ext4}: fs-type指明要创建的文件系统类型
                    mkfs.ext4=mkfs-t ext4=make2fs -t ext4
                -b {1024 | 2048 | 4096}: 指明文件系统的块block大小;
                -L LABEL: 指明卷标;不可超过16个字符;
                -j:创建有日志功能的文件系统ext4;
                    make2fs -j = mke2fs -t ext3 =mkfs -t ext3 =mkfs.ext3
                -i# :bytes-per-inde.指明inode与字节的比率;即每多少个自己创建一个Inode;
                -m#:reserved-blocks-percentage 指定预留的空间,百分比;
                -N#: last-mounted-directory直接指明要给次文件系统创建的inode的数量;
                -O[^]FEATURE:feature[,...]以指定的特性创建目标文件系统;
            e2label命令: Change the label on an ext2/ext3/ext4 filesystem卷标的查看与设定
                查看:e2label device
                设定:e2label device LABEL
            tune2fs命令:adjust tunable filesystem parameters on ext2/ext3/ext4 filesystems查看或修改ext系列文件系统的某些属性
                adjust tunable filesystem parameters on ext2/ext3/ext4 filesystems;
                注意:块大小创建后不可修改;
            tune2fs [OPTIONS] device
                -l: 查看超级块的内容;
                    [root@centos6_7 ~]# tune2fs -l /dev/sda1
                    tune2fs 1.41.12 (17-May-2010)
                    Filesystem volume name:   <none> //卷标名
                    Last mounted on:          /boot  //最近挂载
                    Filesystem UUID:          8880df83-5bf8-40db-bf6f-bf878b7a7e2e
                    Filesystem magic number:  0xEF53
                    Filesystem revision #:    1 (dynamic) 
                    Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype needs_recovery extent flex_bg sparse_super huge_file uninit_bg dir_nlink extra_isize     //文件系统特性
                    Filesystem flags:         signed_directory_hash //标志
                    Default mount options:    user_xattr acl    //默认挂载选项
                    Filesystem state:         clean     //状态干净或不干净
                    Errors behavior:          Continue 
                    Filesystem OS type:       Linux
                    Inode count:              51200
                    Block count:              204800
                    Reserved block count:     10240
                    Free blocks:              158257
                    Free inodes:              51162
                    First block:              1
                    Block size:               1024
                    Fragment size:            1024  //片段
                    Reserved GDT blocks:      256
                    Blocks per group:         8192
                    Fragments per group:      8192
                    Inodes per group:         2048
                    Inode blocks per group:   256
                    Flex block group size:    16
                    Filesystem created:       Sun Aug 12 17:21:56 2018
                    Last mount time:          Sat Sep 15 00:11:46 2018
                    Last write time:          Sat Sep 15 00:11:46 2018
                    Mount count:              6
                    Maximum mount count:      -1
                    Last checked:             Sun Aug 12 17:21:56 2018
                    Check interval:           0 (<none>)
                    Lifetime writes:          44 MB
                    Reserved blocks uid:      0 (user root)
                    Reserved blocks gid:      0 (group root)
                    First inode:              11
                    Inode size:           128
                    Journal inode:            8
                    Default directory hash:   half_md4
                    Directory Hash Seed:      80cf6de5-0a97-4d46-b1a9-98a33980d829
                    Journal backup:           inode blocks
                修改指定文件系统的属性:
                    -j: ext2 –>ext3;
                    -L LABEL: 修改卷标;
                    -m#: 调整预留空间(给管理员)百分比;
                    -O[^]FEATHER: 开启或关闭某种特性;has_journal是ext3特性;
                    -o[^]mount-options: 开启或关闭某种默认挂载选项
                        acl
                        ^acl
            dumpe2fs命令:显示ext系列文件系统的属性信息
                dumpe2fs [-h] device
        用于手动实现文件系统检测的工具:fsck
            因进程意外中止或系统崩溃等原因导致定稿操作非正常终止时,可能造成文件损坏;此时,应该检测并修复文件系统;建议,离线进行;
            ext系列文件系统专用工具:fsck,e2fsck
                e2fsck: check a Linux ext2/ext3/ext4 file system
                e2fsck: [OPTIONS] device
                    -y: 对所有问题自动回答为yes;
                    -f: 即使文件系统处于clean状态,也要强制检测;
                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;
 
Centos 6 如何使用xfs文件系统:
    #yum -y install xfsprogs (能访问互联网就输入直接安装)
    或者
        #cd/etc/yum.repos.d
        #wget http://ip/源.repo
        #mv CentOS-base.repo CenOS-Base.repo.bak
 
        创建:mkfs.xfs
        检测:fsck.xfs
            mkfs -t ext2=mkfs.ext2
    blkid的命令:
        blkid device
        blkid -L LABEL: 根据LABEL定位设备
        blkid -U UUID: 根据UUID定位设备
swap文件系统:
    Linux上的交换分区必须使用独立的文件系统;且文件系统的Szystem ID 必须为82;
    创建swap设备:mkswap [OPTIONS] device
        -L LABER: 指明卷标
        -f: 强制
 
xfs文件系统在centos7中查看文件系统属性命令:xfs_info
 
Windows无法识别Linux的系统;因此,存储设备需要两种系统之间交叉使用时应该使用windows和Linux同时支持的文件系统:fat32(vfat);
    # mkfs.vfat device
 
文件系统的使用:
    首先要"挂载": mount命令和umount命令
        根文件系统这外的其他文件系统要想能够被访问,都必须通过"关联"至根文件系统上的某个目录来实现,此关联操作即为"挂载";此目录即为挂载点;
        挂载点:mount_point ,用于作为令一个文件系统的访问入口;
            1.事先存在;
            2.应该使用未被或不会被其他进程使用到的目录;
            3.挂载点下原有的文件将会被隐藏;
mount命令:
    mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir
        命令选项:
        -r:readonly只读挂载;
        -w:read and write读写挂载;
        -n:默认情况下,设备挂载或卸载的操作会同步更新至/etc/mtab文件中;-n用于禁止此特性;
        -t:指明要挂在的设备文件系统类型;可省略,此时mount会通过blkid来判断要挂载的设备文件;
        -L LABEL:挂载时一卷标的方式指明设备;
        -U UUID:挂载时以UUID的方式指明设备;
            mount -U UUID diratime
        挂载选项:
        -o options
            syunc/asyunc:同步/异步操作;数据一写就保存内存中的数据到硬盘中为同步;
            atime/noatime:文件或目录在被访问时上是否更新其访问时间戳;
            diratime/nodiratime:目录在被访问时是否更新其访问时间戳;
            remount:重新挂载;
            acl:支持使用facl功能;
                # mount -o acl device dir
                # tune2fs -o acl device
            ro:只读
            rw:读写
            dev/nodev:此设备上是否允许创建设备文件;
            exec/noexec :是否允许自动运行设备上的程序文件;
            user/nouser:是否允许普通用户挂载此文件系统;
            auto/noauto:设备是否支持-a选项来实现自动挂载;
            suid/nosuid:是否允许suid和sgid特殊权限的程序生效;
 
            defaults默认:
                Use default options: rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async, and relatime.
 
一个使用技巧:
    可以实现将目录绑定至另一个目录上,作为其临时访问入口;
        mount --bind 源目录 目标目录
 
查看当前系统所有已挂载的设备;
    mount
    cat /etc/mtab
    cat /proc/mounts
挂载光盘:
    mount -r /dev/cdrom mount_point
    光盘设备文件: /dev/cdrom, /dev/dvd
挂载U盘:
    事先识别U盘的设备文件;
挂载本地的回环设备:
    mount -o loop /PATH/TO/SOME_LOOP_FILE mount_point
    umount1
    umount device |dir
 
umount命令:
    umount device|dir
     
    注意:正在被进程访问到的挂载点无法被卸载;
        umount: /: device is busy.
        (In some cases useful info about processes that use the device is found by lsof(8) or fuser(1))
      
查看被哪个或那些进程所占用;
    lsof MOUNT_POINT
    fuser -v MOUNT_POINT
终止所有正在访问某挂载点的进程;
    fuser -km mount_point
交换分区的启用和禁用:创建用mkswap [-c] [-f] [-p PSZ] [-L label] [-U uuid] device [size]
 
    启用:swapon
        swapon [option][DEVICE]
            -a:定义在/etc/fstab文件这的所有swap设备;
    禁用:swapoff
        swapoff DEVICE
 
 
设定除根文件系统以外的其他文件系统能够开机时自动挂载:/ect/fstab文件
    每行定义一个要挂载的文件系统及相关属性(vim /etc/fstab );
    [root@centos6_7 ~]# cat /etc/fstab
 
    #
    # /etc/fstab
    # Created by anaconda on Sun Aug 12 17:26:53 2018
    #
    # Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
    # See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
    #
    UUID=c9b74b1a-41cd-4260-9444-6245ab833dd9 /                       ext4    defaults        1 1
    UUID=8880df83-5bf8-40db-bf6f-bf878b7a7e2e /boot                   ext4    defaults        1 2
    UUID=3144b92b-c079-4239-9a91-84111d2f1ac1 swap                    swap    defaults        0 0
    tmpfs                   /dev/shm                tmpfs   defaults        0 0
    devpts                  /dev/pts                devpts  gid=5,mode=620  0 0
    sysfs                   /sys                    sysfs   defaults        0 0
    proc                    /proc                   proc    defaults        0 0
 
    6个字段:
        (1)要挂载的设备:
            设备文件:
            LABEL
            UUID     
            伪文件系统:如 sysfs, proc ,tmpfs等
        (2)挂载点
            swap类型的设备的挂载点为swap;
        (3)文件系统类型
        (4)挂载选项
            defaults :使用默认挂载选项;
            如果要同时指明读个挂载点选项,彼此间以事情分隔;
            defsults, acl , noatime ,noexec
        (5)转储频率:
            0:从不备份
            1:每天备份
            2:每隔一天备份
        (6)自检次序
            0:从不自检
            1:首先自检,通常只能是根文件系统可用;
            2:次级自检
            ...
        mount -a 可自动挂载定义在此文件中的所支持自动挂载的设备(vim /etc/fstab );
 
df和du命令:
    df [option]....file..   显示文件系统利用率report file system disk space usage
        -l:仅显示本地文件的相关信息blocks;
        -h:显示容易识别信息状态;
        -i:显示inode的使用状态而非blocks;
    du [option]....file..   显示文件真实大小estimate file space usage
        -s :sumay整体显示
        -h :human -readable
 
练习:
    1.创建一个10G的分区,并格式化为ext4文件系统;
        #fdisk /dev/sda?
        ...
        # partx -a /dev/sdb
        #mkfs.ext4 /dev/sda?
        (1)block大小为2048;预留空间2%,卷标为mydata;
        (2)挂载至/mydata目录,要求挂载时禁止程序自动运行,且不更新文件的访问时间戳;
        (3)可开机自动挂载;
        #mke2fs -L 'mydata' -m 2 -b 2048 /dev/sda?
        #mkdir /mydata
        #mount -o noatime,noexec /dev/sda? /mytdata
        #vim /etc/fstab  //  >> /dev/sda? /mydata defaults 0 0
        #mount -a
    2.创建一个大小为1G的swap分区,并启用;
        # fdisk /dev/sda?
        ...
        # partx -a /dev/sda?
        # mkswap /dev/sda? 1G
        # swapon -a /dev/sda?
 
总结:文件系统管理
    管理工具:mkfs,mke2fs,e2label,tune2fs,dumpe2fs,e2fsck,blkid
        mkfs.xfs,mkfs.vfat,fsck
        mkswap,swapon,swapoff
        mount,umonut
        df,du
    fstab文件:
        设备 挂载点 文件系统类型 挂载选项 转储频率 自动次序
    文件系统:
        目录:文件
            元数据:inode
            数据:data blocks
        文件名:上级目录;
        删除文件:将此文件指向的所有data block标记为未使用状态;将此文件的inode标记为未使用;
        复制和移动文件:
            复制:新建文件;
            移动:
                在一个文件系统:仅改变其路径;
                在不同文件系统:复制数据至目标文件,并删除原文件;
        符号/软链接:
            权限:lrwxrwxrwx
        硬链接:指向同一个inode;

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券