Linux磁盘管理

I/O Ports：I/O设备地址
一切皆文件：
poen（），read（），write（），close（）
设备类型：
块设备：block，存取单位 “块” 磁盘
字符设备：char，存取单位 “字符” 磁盘
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
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

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

设备文件
磁盘 设备的设备文件命名：/dev/DEV_FILE
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

硬盘存储术语
head： 磁头
track： 磁道
cylinder: 柱面
seccotr: 扇区 512bytes

分区空间
设备识别
设备分区
创建文件系统
标记文件系统
在/sec/fstab文件中创建条目
挂载新的文件系统

磁盘分区
为什么要分区？
优化I/O性能
实现磁盘空间配额限制
提高修复速度
隔离系统和程序
安装多个OS
采用不同文件系统
分区
两种分区方式：MBR GPT
MBR：Master Boot Record
1982年 使用32位表示扇区数，分区不超过2T
如何分区：按柱面
0磁道0扇区：512bytes
446bytes：boot loader
64bytes：分区表
16bytes：标识一个分区
2bytes：55AA
4个主分区：3个主分区+1扩展（N个逻辑分区 ）




GPT：GUID（Globals Unique Identifiers） partition tab 支持128分区，使用64位，支持8Z（512Byte/blocck）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




EFI部分又可以分为4个区域：EFI信息区(GPT头)、分区表、GPT分区、备份区域

管理分区
lsblk
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个分区
gdisk 创建GPT分区
GNU parted 高级分区操作（创建，复制，调整大小等等）
partprobe：重新设置内存中的内核分区表版本

分区工具fdisk和gdisk
fdisk /dev/sdb
gfisk /dev/sdb 类fdisk的 gfisk是GPT分区工具
fdisk -l[-u] [device....]
命令参数：
p 分区列表
t 更改分区类型
n 创建新分区
d 删除分区
w 保存并退出
q 不保存并退出
同步分区表
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
新增分区：
partx -a -n M:N /dev/DeviCE
Kpartx -a /dev/DEVICE -f：force
Centos5和7使用：partprobe
partprobe [/dev/DEVICE]
parted命令：
parted的操作都是实时生效的，小心使用！！
用法：parted [选项]...[设备[命令[参数]...]...]
parted /dev/sdb mklabel gpt|msdos
parted /dev/sdb print
parted /dev/sdb mkpart primary 1 200 (默认M)
patred /dev/sdb rm 1
parted -l

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

文件系统类型：
Linux文件系统：ext2（Extended file system），ext3，ext4，xfs（SGI），btrfs（Oracle），reiserfs，jfs（AIX），swap
光盘：iso9660
Windows：fat32 ntfs
Unix：FFS（fast） UFS（uninx） JF32
网络文件系统 ：NFS CIFS
集群文件系统：GFS2 OCFS2（oracle）
分布式文件系统：ceph，moosefs，mogilefs，glusterfs，Lustre
RAW：未经处理或未经格式化产生的文件系统
文件系统分类:
根据 其是否支持“journal”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
用户控件的管理工具：mkfs.ext4 mkfs.xfs mkfs.vfat
Linux的虚拟文件系统：VFS
查看支持的文件系统：cat /proc/filesystems

创建文件系统
mkfs命令：
mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE
ext4
xfs
btrfs
vfat
mkfs -t FS_TYPE /dev/DEVICE
-L “LABEL” 设定卷标
创建ext文件系统
mke2fs：ext系列文件系统专用管理工具
-t {ext2|ext3|ext4}
-b {1024|2048|4096}
-L 'LABEL'
-j 相当于 -t ext3
mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3
-i #:为数据控件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 #:为数据控件创建多个iNode
-m #:默认5% 为管理人员预留空间占总控件的百分比
-I 一个inode记录大小128---4096
-O FEATURE[....]：启动指定特性
-O ^FEATURE[...]: 关闭指定特性
文件系统标签
指定设备的另一种方法
与设备无关
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
-U LABEL:根据指定的LABEL来查找对应的设备
e2label:管理ext系统文件系统的LABEL
e2label DEVICE [LABEL]
findfs:查找分区
findfs [options] UUID=<uuid>
findfs [options] LABEL=<label>

tune2fs
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
-L 'LABEL'：修改卷标
-m #：修改预留给管理员的空间百分比
-j：讲ext2升级为ext3
-O：文件系统属性启用或禁用 -O ^has_journal
-o: 调整文件系统的默认挂载选项 -o ^acl
-U UUID:修改UUID号
dumpe2fs：
-h：查看超级块信息（分组信息），分区用分组管理
超级块和inode table




文件系统检测和修复
常发生于死机或者非正常关机之后
挂载为文件系统标记为“dirty”
fsck：File System Check
fsck.FS_TYPE
fsck -t FS_TYPE
-a：自动修复错误
-r：交互式修复错误
#注意：FS_TYPE一定要与分区上已经有的文件类型相同；
e2fsck：ext系统文件专用的检测修复工具
-y：自动回答为yes
-f：强制修复

挂载mount
挂载：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他文件访问入口的行为
卸载：为解除此关联关系的过程
把设备关联挂载点：mount point
mount
卸载时：可使用设备，也可以使用挂载点
umount
挂载点下原有文件在挂载完成后会被临时隐藏
挂载点目录一般为空

用mount挂载文件系统
挂载方法：mount DEVICE MOUNT_POINT
mount：通过查看/etc/mtab文件显示当前已挂载的所有设备
mount [-f nrsvw] [-t vfstype] [-o options]device dir
device：指明要挂载的设备；
设备文件：例如/dev/sdb1
卷标：-L 'LABEL' :例如 -L 'DATA'
UUID -u 'UUID' 例如 -U '012e90b9-2646-4c07-b35b-aae359255cde'
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
mount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，相当于mount
-a：自动挂载所有支持自动挂载的设备（定义在了/etc/fstable文件中，且挂载选项中有auto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
#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），多个选项使用逗号分隔
async:异步模式
synnc:同步模式，内存更改时，同时写磁盘
atime/noatime:包含目录和文件
diratime/nodiratime:目录访问的时间戳
auto/noauto:是否支持在此文件系统上使用设备文件
dev/nodev:是否支持在此文件系统上使用设备文件
suid/nosuid:不支持suid和sgid权限
remount:重新挂载
ro:只读
rw:读写
user/nouser:是否允许普通用户挂载此设备，默认管理员才能挂载
acl:启用此文件系统上的acl功能
Defaults:相当于rw，suid，dev，exec，auto，nouser，async
卸载命令
查看挂载情况：
#findmnt MOUNT_POINT
查看正在访问指定文件系统的进程：
#lsof MOUNT_POINT
#fuser -v MOUNT_POINT
终止所有正在访问指定的文件系统的进程：
#fuser -km MOUNT_POINT
卸载：
#umount DEVICE
#umount MOUNT_POINT