磁盘管理

1.磁盘管理

扇区，磁道，柱面

分区（Partition）

MBR（Master Boot Record):主引导记录（512byte）

      前446bytes：BootLoader （引导程序）

      后64bytes：  每16bytes标识一个分区（4个主分区）（主分区+扩展分区<=4)

      后2bytes： Magic Number  (标记MBR是否有 效）

分区：按柱面来分区

2.链接

2.1硬链接 （ ln  abc.txt abc2.txt)

       只能对文件创建，不能应用于目录

       不能跨文件系统

       创建硬链接会增加文件被链接的次数；

2.2软链接（符号链接）   (ln -s abc.txt  abc2.txt)

       可应用于目录

       可以跨文件系统

       不会增加被链接文件的链接次数

        其大小为指定的路径包含的字符个数

设备文件：

    块设备： 按块为单位，随机访问的设备 （硬盘）

    字符设备： 按字符为单位，线性设备  （键盘）

/dev

    主设备号（major number）：标识设备类型

    次设备号（minor number）：标识同一种类型中不同设备

创建特殊文件：

mknod [OPTION]... NAME TYPE [MAJOR MINOR]

eg： mknod  mydev c 66 0   （创建一个名为mydev的字符设备，主设备号为66，次设备号为0）

硬盘设备的设备文件名：同一种类型下的不同设备

IDE，ATA：hd

SATA，SCSI，USB： sd

   a，b，c，..来区别  如：sda  , sdb ;

管理磁盘分区：（只适合MBR分区）

 fdisk： 

     p： 显示当前硬件的分区，包括没有保存的改动

     n： 创建新分区（e：扩展分区；p主分区）

     d：删除一个分区

     w：保存退出

     q：不保存退出

     t：修改分区类型

     l：显示所有支持的分区类型

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eg： 将磁盘/dev/sdb分为一个分区（只适合MBR分区）

          [root@localhost /]#  fdisk -l    查看所有分区情况
          [root@localhost /]#  fdisk /dev/sdb       对该磁盘进行管理

Command (m for help): n           ----n表示增加一个分区

Command action

   e   extended

   p   primary partition (1-4)

p                                              ----p表示选择主分区 

Partition number (1-4): 1         ----1表示分区编号

First cylinder (1-13054, default 1):      ----分区起始柱面选择

Using default value 1

Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-13054, default 13054):     ---分区结尾柱面选择

Using default value 13054

Command (m for help): w          ---保存退出

The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

Syncing disks.

       [root@localhost /]#  mkfs -t ext4 /dev/sdb1     ----将刚刚的创建的分区/dev/sdb1 格式化成ext4格式
       [root@localhost /]#  mount /dev/sdb1 /data     ---将/dev/sdb1挂载在目录/data
       [root@localhost /]# df -h                                  ---查看分区情况

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3.

文件系统管理

（重新创建文件系统会破坏原有文件）

文件系统类型：ext2,ext3，ext4等

cat /proc/filesystems  查看当前系统能够支持的文件系统

mkfs：make file system (创建文件系统命令）

   -t：  指定文件系统类型

mkfs -t ext2=mkfs.ext2

mkfs -t ext3=mkfs.ext3

  eg:  mkfs -t ext2  /dev/sda5  在磁盘/dev/sda5上创建ext2的文件系统

    

mke2fs ：专门管理ext系列文件

    -j： 创建ext3类型文件系统

    -b BLOCK_SIZE ：指定块大小，默认4096，可用取值为1024,2048或4096

    -L LABEL: 指定分区卷标

    -m #: 指定预留给超级用户的块数百分比 (默认为5）

    -i # :  用于指定为多少个字节的空间创建一个inode，默认为8096；这里给出的数值应该为块大小的2^x倍

    -N # ：指定inode个数

    -F ：强制创建文件系统

    -E ：用于指定额外文件系统属性

eg： mke2fs -m 3 -b 2048  -j   /dev/sda6   在/dev/sda6上创建ext3的文件系统，预留给超级用于使用的块数为3%，块大小为2048.

blkid 查看磁盘设备设备相关属性（超级用户）

eg： blkid /dev/sdb1   （输出结果： /dev/sdb1: UUID="fbdca1a3-051d-49eb-b5bc-7d8f723174ed" TYPE="ext4" ）

e2label  :查看或定义卷标

   eg:  e2label  /dev/sdb1  datalib  (将/dev/sdb1的卷标设置为datalib ）

   eg:  e2label  /dev/sdb1   （查看/dev/sdb1的卷标）

  

tune2fs ：调整文件系统的属性

     -j：   不损害原有数据，将ext2升级为ext3

     -L：  设定或修改卷标

     -m #： 调整超级用户的块数百分比

     -r #:  调整超级用户的块数

     -c #：指定挂载次数达到#次之后进行自检，0或-1表示关闭此功能

     -i #:  没挂载使用多少天后进行自检，0或-1表示关闭此功能

     -l： 显示超级块中的信息

dumpe2fs: 显示文件系统属性

   eg： dumpe2fs  /dev/sdb1    查看/dev/sdb1的详细信息，包括各个块组的信息

   eg：  dumpe2fs -h /dev/sdb1 (约等于tune2fs -l /dev/sdb1 )

fsck:  检查并修复linux文件系统

   -t   FSTYPE： 执行文件系统类型（不指定也可以，会调用blkfs查看文件系统）

   -a：自动修复

e2fsck：专用于修复ext2/ext3文件系统

    -f：强制检查

    -p：自动修复

挂载:将新的文件系统关联至当前根文件系统

卸载：将某文件系统与当前根文件系统的关联关系予以移除

mount： 挂载

用法： mount 设备  挂载点 

      设备可以是： 设备文件 如/dev/sda6  

                   卷标： LABEL=""

                   UUID:  UUID=""

      挂载点：目录 （1.此目录没有被其他进程使用；2.目录得事先存在；3.目录中的原有的文件将会暂时影藏。）

 

mount  [option]

    -a:表示挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统

    -n：默认情况下，mount命令每挂载一个设备，都会把挂载信息保存至/etc/mtab文件，使用-n选项意味着挂载设备时，不把信息写入此文件

    -t FSTYPE:指定正在挂载设备上的文件系统的类型；（不指定也可以，会调用blkfs查看文件系统类型）

    -r ：只读挂载

    -w：读写挂载 

    -o:指定额外的挂载属性，也即指定文件系统启用的属性

          remount ：重新挂载当前文件系统

eg： mount /dev/sdb1  /db  （将设备/dev/sdb1挂载到目录/db)

eg: mount   显示当前系统已经挂载的设备及挂载点

umount：卸载某个文件系统

    umount 设备

    umount 挂载点

eg： mount /dev/sdb1  (等于mount /db ) 卸载/dev/sdb1

cpu:time slice 时间片

Memory：

I/O设备： 多路复用

swap分区： 

page out == swap in  物理内存到swap分区

page in == swap out  swap分区到物理内存 

存储速度： cpu寄存器（1ns）》缓存（10ns）》内存（10ms）》磁盘（秒级）

free ：查看物理内存和交换分区的情况（默认单位为字节）

eg： free -m   以兆为单位显示

buffers（缓冲区）：为了避免过慢的设备受到冲击的

cached（缓存区）：为了重复使用（将慢设备中的一些数据缓存起来，供快设备使用）

mkswap ：创建交换分区命令

eg： mkswap /dev/sda8   将/dev/sda8创建为交换分区

swapon ：启用交换分区

swapoff： 关闭交换分区

eg： swapon /dev/sda8  启用/dev/sda8为交换分区

eg： swapon -a  启用所有定义在/etc/fstab文件中的交换设备

回环设备

loopback，使用软件来模拟实现硬件

dd命令：

   dd  if=数据来源  of=数据存储目标

eg: dd if=/dev/sda of =/mnt/usb/mbr.backup bs=512 count=1   （备份mbr）

eg：dd if=/mnt/usb/mbr.backup of=/dev/sda bs=512 count=1  (将备份的mbr还原）

例子：当交换分区不够用，并且没有多余的分区时，可以创建一个文件用于作为交换分区(性能不行，只能救急）

dd if=/dev/zero of=/var/swapfile bs=1M count=1024  (创建一个1G的文件）

mkswap /var/swapfile   (格式化为swap）

swapon /var/swapfile  (启用，可以通过free -m查看交换分区前后的变化）

文件系统的配置文件/etc/fstab

   操作系统初始时，会自动挂载此文件中定义的每个文件系统

/etc/fstab文件格式：

要挂载的设备挂载点文件系统类型挂载选项转储频率（每多少天做一次完全备份；0表示不备份）文件系统检测次序（只有根为1）

fuser：验证进程正在使用的文件或套接字

    -v :查看某文件上正在运行的进程

    -k ：杀掉访问某文件的进程

    -m ：配合-k选项， 杀掉跟挂载点相关的进程

eg： fuser -v  /mnt   查看有哪些用户和进程访问了目录/mnt

eg:  fuser -k /mnt  杀掉正在访问/mnt的进程

eg： fuser -km /mnt/usb    终止正在访问挂载点/mnt/usb的所有进程

4.

4.1

压缩，解压缩命令

第一种：gzip ： .gz (只能压缩文件）

        gzip /path/to/somefile   (压缩完成后删除原文件）

        gunzip /path/to/somefile.gz  (解压）

eg： gzip /opt/testfile    压缩文件testfile，生成testfile.gz

eg:  gunzip /opt/testfile.gz  解压（同gzip -d testfile.gz)

zcat /opt/testfile.gz    不解压的情况下，查看.gz文件的内容

第二种： bzip2 : .bz2  (只能压缩文件）

    比gzip有着更大压缩比的压缩工具，使用格式近似

   bzip2 /path/to/somefile (压缩完成后删除原文件,如果不想删除加上-k选项）

   bunzip2  /path/to/somefile.bz2  (解压）

eg：bzip2 /opt/testfile  压缩文件testfile，生成testfile.bz2

eg: bunzip2 /opt/testfile.bz2  解压（同bzip2 -d /opt/testfile.bz2)

 bzcat /opt/testfile.bz2   不解压的情况下，查看.bz2文件的内容

第三种： xz ：.xz  (只能压缩文件）

     xz /path/to/somefile   (压缩完成后删除原文件,如果不想删除加上-k选项）

     unxz /path/to/somefile.xz  (解压）

eg: xz /path/to/somefile  压缩生成somefile.xz

eg: unxz /path/to/somefile.xz 解压（同xz -d /path/to/somefile.xz )

xzcat /path/to/somefile.xz  解压的情况下，查看.xz文件的内容

5.raid

5.1 raid（硬件级别对数据的保护）

raid0 :条带

    性能提升：读，写

    冗余能力（容错能力）：无

    空间利用率： nS

    至少2块盘

raid1 ：镜像

    性能表现： 写性能下降，读性能提升

    冗余能力：有

    空间利用率：1/2

    至少2块盘

raid5：

     性能表现：读，写都提升

     冗余能力：有

     空间利用率： （n-1)/n

     至少3块盘

raid10: (raid01一样）

      性能表现：读，写都提升

      冗余能力：有

      空间利用率： 1/2

      至少4块盘

raid50: 读写性能都提升，冗余能力有，空间利用率(n-2)/n,至少需要6块盘

jbod: 无性能提升，无冗余能力，空间利用率100%，至少2块盘

5.2 LVM： Logical Volume Manager（逻辑卷管理）

MD: meta device  (/dev/md#)     做软raid

DM: Device Mapper               做LVM2

层次：

第一层：Logical Volume （LV 逻辑卷）

       -- LE： Logical Extend

第二层：Volume Group （VG 卷组）

       -- PE：Physical Extend 盘区

第三层：Physical Volume （PV 物理卷）

管理：

物理卷PV

    创建PV： pvcreate

    查看PV： pvdisplay

             pvs

    挪动PV上的数据（以便减小VG大小）： pvmove  (eg: pvmove /dev/sda10)

    删除PV数据：pvremove  （eg：pvremove /dev/sda10)

卷组VG

 创建VG： vgcreate  （ 参数s表示指定PE大小，默认为4M）(eg： vgcreate myvg /dev/sda[10,11]    将sda10和sda11创建为名为myvg的卷组)

 移除VG： vgremove  (eg： vgremove myvg    删除名为myvg的卷组)

 查看VG信息： vgdisplay

              vgs

 减小VG大小(移除PV）： vgreduce  （eg： vgreduce myvg /dev/sda10 将sda10从卷组myvg中移除）

 扩展VG大小： vgextend  （eg： vgextend myvg /dev/sda12  将sda12扩展到卷组myvg中）

  

逻辑卷LV

   创建LV： lvcreate （eg： lvcreate -L 500G -n testlv myvg   在卷组myvg中创建一个500G的逻辑卷testlv）

   查看LV： lvdisplay 

   移除LV： lvremove  （eg： lvremove /dev/mapper/myvg-testlv  移除逻辑卷 ）

 

   扩展LV：（不影响原先数据）

       lvextend（物理边界）

         -L  [+]#  （eg： -L +5G  扩展5G  ； -L 5G 扩展到5G）

              (eg： lvextend -L  50G /dev/myvg/testlv 扩展到50G）

       resize2fs（逻辑边界）

             eg: resize2fs -p /dev/myvg/testlv  扩展逻辑卷（-p选项表示有多少扩展多少）

  

    缩减LV：(注意： 确保缩减后的空间依然能保存原有的所有数据df -lh；

                    在缩减前应该强行检查文件，以确保文件系统处于一致性状态e2fsck -f；

                    不能在线缩减，得先卸载umount；）

       resize2fs  /dev/myvg/testlv  40G   缩减到40G（逻辑边界）

       lvreduce（物理边界）

            eg： lvreduce -L 40G /dev/myvg/testlv   缩减到40G

   快照卷：(注意：生命周期为整个数据时长，在这段时长内，数据的增长量不能超出快照卷大小；

                  快照卷应该是只读的；

                  跟原卷在同一卷组内。）

 

    lvcreate  -s -L 30G -n snapshotlv -p r /dev/myvg/testlv   对逻辑卷testlv创建大小为30G，权限为只读的快照卷snapshotlv（参数-s表示创建快照卷）

    lvremove /dev/myvg/snapshotlv  移除快照卷

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eg:对分区类型为8e的/dev/sdb3创建逻辑卷，并能自动挂在到目录/data
    pvcreate /dev/sdb3                        --物理卷创建（查看为pvdisplay)
    vgcreate myvg /dev/sdb3              --创建名为myvg的卷组
    lvcreate -n mydata -L 10G myvg   --对卷组myvg进行创建逻辑卷的操作，逻辑卷名为mydata
    mkfs -t ext4  /dev/myvg/mydata     --格式化刚刚创建的逻辑卷
 
   /dev/myvg/mydata                /mydata         ext4    defaults        0 0    (/etc/fstab加入改行，表示开机能自动挂载）
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