Linux的磁盘管理详解

浅浅的花香味﹌ 2022-02-27 08:44 1243阅读 0赞

原文转载自：[https://www.cnblogs.com/xiaoxiangyucuo/p/5573662.html][https_www.cnblogs.com_xiaoxiangyucuo_p_5573662.html]

硬盘：几个盘片，双面，磁性颗粒，

处理速率不同步：借助于一个中间层

**文件系统(FileSystem)**  
    可以实现对磁盘行的文件进行读写  
    文件系统其实就是一个特殊软件，是直接安装到硬盘上的

**硬盘分类**  
    机械硬盘：  
        盘片组，磁头，磁头臂  
        马达、空气过滤片  
    固态硬盘  
        类似与内存的结构

**机械硬盘简介**  
    磁道(Track)：磁盘旋转时候的同心圆，磁道编号从外向内，从0开始编号。  
    扇区(Sector)：将每个磁道分割成等大小的空间，每个扇区大小都是512字节  
    柱面(Cylinder)：不同盘片的相同扇区。磁盘分区的时候，是以柱面为单位进行分区的。

寻道时间：  
    移动磁道到目标磁道  
    旋转磁盘  
     
PS：外侧磁道的读写性能，优于内侧磁道，所以系统一般安装在C盘 （C盘靠外）  
   
**保存分区信息**  
    0号扇区：MBR:Master(main) Boot Record,主引导记录，512字节  
    第一部分：前446字节，存放程序bootloader，作用完成系统的开机启动  
    第二部分：中间64字节，Disk Patration Table，磁盘分区表，作用是记录磁盘分区  
        16字节标识一个分区，64字节可标识4个分区  
    第三部分：最后的2字节，Magic Number，标记当前MBR是否生效

**分区类型**   
    主分区  
    扩展分区

**分区结构**  
    全部都是主分区：1、2、3、4主  
    主+扩展分区：1主+1扩展  2主+1扩展 3主+1扩展  
        扩展分区只能有一个  
        扩展分区必须制作成逻辑分区才能使用  
        逻辑分区可以有无限多个

**设备文件**  
    linux 一切皆为文件

设备文件：物理设备在系统中的映射   
            块设备文件 ：支持随机读写的设备，硬盘  
            字符设备文件 ：支持线性读写，键盘   
    设备文件的默认位置： /dev   
    设备文件的设备号 ：  
    主设备号(major number)：标识设备类型（相同类型的设备，主设备号相同）  
    次设备好(ninor number)：标识相同类型的不同设备

**接口**  
    IDE:并行的传输接口  
    SATA:串行的传输接口 （串行的速度快于并行）  
    SCSI:并行接口，企业使用，Small Computer System Interface  
    SAS:串行接口，性能好（串行的SCSI）  
    USB接口：  
        usb1.0  
        usb2.0  
        usb3.0

CentOS 6.x硬盘识别     
    /dev/sd\#  
        \#=12345...  
    /dev/sda1  
    /dev/sda2

Centos 5.x  
    IDE  
        /dev/hdx  
    SATA  
        /dev/sdx

**接口都是控制芯片**   
    网卡适配器 ：独立核心功能是转换数据格式  
    usb控制器  ：集成的

**linux的磁盘对应的设备文件的命名**  
    磁盘对应的设备文件依次/dev/sda sdb sdc .....  
    磁盘分区对应的设备文件  
        第一个主分区：/dev/sd\#1  
        第二个主分区：/dev/sd\#2  
        第三个主分区：/dev/sd\#3  
        第四个主分区：/dev/sd\#4  
        扩展分区  
        第一个逻辑分区：/dev/sd\#5  
        【逻辑分区的编号是从5开始的】

**fdisk命令**  
    作用：查看或者修改磁盘的分区  
    格式：fdisk \[选项\] \[设备文件\]  
    选项：  
        -l：列举系统中的全部磁盘以及磁盘分区  
            (centos6中，默认将逻辑卷也识别为一个磁盘)

例子：只查看物理磁盘的分区  
    fdisk -l /dev/sd\[a-z\]  
     
    例子：只查看sda分区  
    fdisk -l /dev/sda

fdisk -l返回结果解析

Disk /dev/sda: 42.9 GB, 42949672960 bytes  
设备文件名称  空间      空间  
255 heads,  63 sectors/track,     5221 cylinders  
虚拟磁头数  平均每磁道上的扇区数  柱面数  
Units = cylinders of 16065 \* 512 = 8225280 bytes  
每个存储单元的大小  
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes  
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes  
Disk identifier: 0x0008cfb6  
磁盘标识符【在磁盘数量多的情况下，非常有用】

Device       Boot          Start      End      Blocks     Id        System  
/dev/sda1       \*             1          64       512000     83        Linux  
分区的设备文件  标识系统分区  起始柱面   结束柱面 磁盘块大小 分区类型  系统类型  
/dev/sda2                     64         5222     41430016   8e        Linux LVM

注意：直接输fdisk+磁盘，如果不使用任何选项，那么就是对磁盘进行分区操作

**分区操作实例**  
fdisk /dev/sdc

分区操作命令 （标示注释的是能用的到的）  
   a：toggle a bootable flag  
   b：edit bsd disklabel  
   c：toggle the dos compatibility flag  
   d：delete a partition                     删除分区  
   l：list known partition types             列举分区类型  
   m：print this menu                        打印帮助  
   n：add a new partition                    新建分区  
   o：create a new empty DOS partition table  
   p：print the partition table              打印分区信息  
   q：quit without saving changes            退出  
   s：create a new empty Sun disklabel  
   t：change a partition's system id         修改分区类型id  
   u：change display/entry units  
   v：verify the partition table  
   w：write table to disk and exit           保存修改  
   x：extra functionality (experts only)

主+扩展<=4  
分区以后的磁盘，需要安装文件系统才能使用

为什么分区？  
    方便检索磁盘上的文件  
    不是必须分区。

注意：如果一个磁盘已经分区并且在使用，那么在对磁盘进行分区操作可能会出现系统无法识别该分区，此时需要让内核重新读取MBR中的分区表。系统识别的分区信息记录在/proc/partitions文件中，partx命令和kpartx命令可以让内核重新读取分区信息。例如\#partx –a /dev/sdb

分区必须安装软件才能实现文件的读写操作  
    --文件系统

常见文件系统  
    NTFS  
    FAT32  
    EXT系列

vfs：Virtual File System 虚拟文件系统  
    作用：将底层的各种各样的文件系统抽象成一个同一个文件系统，这样可以极大的简化上层应用在使用文件系统时候的复杂度。

**linux文件系统详解**  
**一、基本文件系统**  
1、ext系列文件系统  
    ext2 ext3 ext4  
    centos6 默认使用ext4  
2、Reiserfs  
    处理和保存小文件的处理非常优秀  
3、xfs  
    对大文件处理性能非常好。  
    文件大小无上限。  
4、JFS,日志文件系统  
    IBM所开发  
5、vfat，其实就是windows下的fat32  
6、NTFS，linux到目前为止，对NTFS支持不好  
   (如果必须使用NTFS，那么建议只用NTFS来读数据，不要执行写操作)

**二、集群文件系统**  
1、GFS2：Global File System 2 （全局文件文件系统）  
    由redhat所研发  
2、OCFS2：Oracle Cluster File System 2   
    由Oracle所研发

**三、网络文件系统**   
1、NFS：  
2、smbfs  
3、windows磁盘映射

**四、光盘文件系统**  
1、iso9660

**五、分布式文件系统**  
略

PS：磁盘分区也是文件，要使用磁盘分区需要将磁盘挂载到系统的一个目录中，这个目录就是该分区的访问入口。

**mke2fs命令** （make ext2 file system）  
    作用：安装ex2文件系统  
    格式：mke2fs \[选项\] 分区设备文件  
    选项：-t ext3或ext4

【linux中一切皆文件，磁盘分区也是文件，要使用磁盘分区，需要将磁盘挂载到系统的一个目录中，这样，这个目录就是该分区的访问入口】   
  
  
PS：有的时候做实验对磁盘进行重复的格式化-挂载的时候，可能出现报错信息，包括挂载的时候提示已经挂载了，格式化的时候提示is apparently in use by the system; will not make a filesystem here!，具体错误信息如下  
\[root@localhost /\]\# mount /dev/sda1 /media/  
mount: /dev/sda1 already mounted or /media/ busy

\[root@localhost /\]\# mke2fs -t ext4 /dev/sda1  
mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)  
/dev/sda1 is apparently in use by the system; will not make a filesystem here!

可以尝试使用dmset  
    dmsetup  manages  logical  devices  that use the device-mapper driver.  Devices are created by loading a table that specifies a target for each sector (512 bytes) in the logical device.

具体解决步骤如下  
    \#首先检查dm中记录信息  
    \[root@localhost /\]\# dmsetup status  
    VolGroup-lv\_swap: 0 4063232 linear  
    VolGroup-lv\_root: 0 36847616 linear  
    sda3: 0 1044225 linear  
    sda1: 0 2120517 linear  
    \#移除sda1和3  
    \[root@localhost /\]\# dmsetup remove sda1  
    \[root@localhost /\]\# dmsetup remove sda3  
      
    \#此时的系统就一切正常了  
    \[root@localhost /\]\# mke2fs -t ext4 /dev/sda1

**ext系列文件系统的(物理)构成**  
block：磁盘块，磁盘存储数据的最小单元（默认4kb）  
block bitmap：块位图，作用是实现快速检索出空闲的磁盘块  
inode list：inode 列表，这是存放inode 的空间  
inode：index inode，索引节点，索引节点其实也是一个小的磁盘空间，一个inode用来存放一个文件，在inode中存放内包括（大小、属主属组、时间戳、连接数、文件所在的磁盘快的编号），但是在inode中，没有文件名。  
inode bitmap：inode位图，快速从inode列表中找出一个空闲的inode

磁盘块是用来存储文件中的数据的  
    一般文件：磁盘块上所存储的就是文件中的内容  
    目录：所存放的是该目录下文件名称列表

**打开文件(找到文件)**    以打开cat /var/log/message 为例  
    1、找到根（根是自引用）  
    2、从根所在的磁盘块表中，找出var所在的inode编号  
    3、根据var所在的inode编号，就可以找到var所在的磁盘块  
    4、因为var是目录，所以var所在的磁盘块中存放的是一张表，在表中记录了log所在的inode  
    5、根据log的inode编号，可以找到log目录所在的磁盘块  
    6、从log的磁盘块的表中可以找到message文件所在的inode编号  
    7、从message的inode中，可以找到该文件的磁盘块，最终读取出文件

**新建文件**    以在/etc/下新建文件zx.txt，大小是10K，为例  
    1、扫描inode bitmap，检索出一个空闲的inode 。假设找出的1号inode  
    2、找出目录etc所在的磁盘块，在该磁盘块的表中添加一个条目，内容是 zx.txt-->1  
        【到此为止，就可以在磁盘上看到该文件，但是文件无法打开】  
    3、扫描block bitmap，找出3个空闲磁盘块，然后就可以向磁盘块中写入数据。

ext系列文件文件系统的重要特性  
    在向磁盘写入文件的时候，会提前锁定一个连续的空间  
    如果后期发现空间不够，那么再锁定一个连续空间  
    如果发现空间有剩余，那么释放剩余部分  
    【避免磁盘碎片产生】     
    
**删除文件**     以在/etc/zx.txt为例  
    1、找到etc目录所在的磁盘，将表中的索引删除  
        【此时从磁盘上，就看不到该文件了】  
    2、将1号inode对应的inode bitmap置为零  
    3、将zx.txt所占用的磁盘块对应的block bitmap置为0

**复制文件**   以在/etc/zx.txt复制到home下为例  
    1、先找出一个空闲inode （假设是6）  
    2、找到home所在的磁盘块，在磁盘块的表中添加一个记录 zx.txt -->6  
    3、找出空闲磁盘块  
    4、将原文件磁盘块上的数据依次复制到新找出的磁盘块上

**剪切文件**  以在/etc/zx.txt剪切到home下为例  
    1、找到etc所在的磁盘块，将磁盘块的表中的zx.txt的索引记录剪切下来  
    2、找到home所在的磁盘块，在磁盘块的表中粘贴前面所剪切的索引记录

块组（Block Group）  
    每个块组中，有独立的inode，位图

超级块（super block）  
    记录包括  
    1、块组的数量  
    2、各个块中的磁盘数量、空闲数量、使用数量  
    3、各个块组中的inode数量，空闲数量，使用数量

块组描述表（GDT）  
    记录各个块组的范围

BOOT BLOCK  
    引导块  
    安装双系统的时候，第二个系统的引导程序安装在bootblock中

PS：下面画个图说明下。。。不过画的有点难看。。。将就看吧

[![image][]][image 1]  
ext系列  
    ext2  
        可以自动检测出不完整的文件并删除，但是速度非常慢     
    ext3：日志文件系统（journal File System）  
        在磁盘上创建一个日志空间，在创建文件的时候，先将文件的名称写入到日志空间，如果文件正常写入成功，那么从日志空间删除文件名称。  
        如果在写入过程发生宕机等故障，那么文件名会保留在日志空间中，下次启动的时候，系统会扫描日志空间，将日志空间中的文件删除。

\[root@node2 ~\]\# mke2fs /dev/sdc1  
mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)  
Filesystem label=    标签（卷标）                    \*  
OS type: Linux       操作系统类型      
Block size=4096 (log=2)   磁盘块的大小，默认是4K     \*\*  
Fragment size=4096 (log=2)  偏移大小               
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks  
197600 inodes, 789185 blocks    inode和磁盘块的总量   \*\*  
39459 blocks (5.00%) reserved for the super user   给管理员用户预留的磁盘空间大小    \*\*\*  
First data block=0       起始磁盘块编号    
Maximum filesystem blocks=809500672   
25 block groups  
32768 blocks per group, 32768 fragments per group  
7904 inodes per group     
Superblock backups stored on blocks:    超级块的备份所在的磁盘块编号     \*\*\*  
    32768, 98304, 163840, 229376, 294912

Writing inode tables: done       done表示inode表写入成功写入成功                         
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

This filesystem will be automatically checked every 35 mounts or  
180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

注意：如果是创建ext3文件系统，会多一个信息  
Creating journal (16384 blocks): done  
    表示创建日志空间成功  
     
     
     
     
**创建文件系统命令**  
mke2fs命令  
    作用：是创建文件系统  
    配置文件：/etc/mke2fs.conf （用来控制默认参数）  
    格式：mke2fs \[options\] /dev/sd\#n  
    选项：  
        -t \{ext2|ext3|ext4\}：指定新建的文件系统类型  
        -j：同 -t ext3，作用创建ext3 文件系统  
        -L \#\#\#：指定分区的卷标  
        -b \{1024|2048|4096\}：设定磁盘块大小  
        -g \#：指定每个块组多少个磁盘块  
        -G \#：块组的总数  
        -i bytes-per-inode：指定inode和字节的比例，默认是16384字节对应一个磁盘块  
        -I inode-size：  
        -U UUID：指定一个文件系统的UUID。  （通常用在磁盘数量较多的情况）  
        -N number-of-inodes：指定文件系统中的inode总数  
        -m \#：指定保留空间的大小   
          
e2label命令  
    作用：查看、修改卷标  
    格式：e2label device \[newlabel\]

例子：  
    \[root@node2 ~\]\# e2label /dev/sdc1 myGame     <<<<<< 修改卷标  
    \[root@node2 ~\]\# e2label /dev/sdc1            <<<<<< 查看卷标  
    myGame

blkid命令  
    作用：查看磁盘的id信息和文件系统类型  
    格式：blikd DEVICE  
     
     
    \[root@node2 ~\]\# blkid /dev/sdc1  
    /dev/sdc1: LABEL="myGame" UUID="129c8699-9809-4e15-98a1-d232e87fceca" SEC\_TYPE="ext2" 【TYPE="ext3"】  
    设备文件   卷标            唯一标识                                    安全类型        文件系统类型

dumpe2fs命令  
    作用：显示文件系统的分区信息  
    选项：  
        -h：显示超级块信息

\[root@node2 ~\]\# dumpe2fs -h /dev/sdc1  
    dumpe2fs 1.41.12 (17-May-2010)  
    Filesystem volume name:   myGame                         卷标名称  
    Last mounted on:          <not available>                 最近一次的挂载点  
    Filesystem UUID:          129c8699-9809-4e15-98a1-d232e87fceca  
    Filesystem magic number:  0xEF53  
    Filesystem revision \#:    1 (dynamic)                ？？？？？？？？？？？？？？？  
    Filesystem features:      has\_journal ext\_attr resize\_inode dir\_index filetype sparse\_super large\_file  
    Filesystem flags:         signed\_directory\_hash  
    Default mount options:    (none)  
    Filesystem state:         clean                    文件系统的状态  
    Errors behavior:          Continue  
    Filesystem OS type:       Linux  
    Inode count:              197600                     【这部分内容平时就应该经常关注的】  
    Block count:              789185  
    Reserved block count:     39459  
    Free blocks:              759214  
    Free inodes:              197589  
    First block:              0  
    Block size:               4096  
    Fragment size:            4096  
    Reserved GDT blocks:      192  
    Blocks per group:         32768  
    Fragments per group:      32768  
    Inodes per group:         7904  
    Inode blocks per group:   494  
    Filesystem created:       Wed Mar 16 16:40:22 2016  
    Last mount time:          n/a  
    Last write time:          Wed Mar 16 17:10:07 2016  
    Mount count:              0  
    Maximum mount count:      21  
    Last checked:             Wed Mar 16 16:40:22 2016     上一次检查文件系统时间  
    Check interval:           15552000 (6 months)  
    Next check after:         Mon Sep 12 16:40:22 2016  
    Reserved blocks uid:      0 (user root)  
    Reserved blocks gid:      0 (group root)  
    First inode:              11  
    Inode size:              256  
    Required extra isize:     28  
    Desired extra isize:      28  
    Journal inode:            8  
    Default directory hash:   half\_md4  
    Directory Hash Seed:      93c9bb64-26f5-48b2-b338-454f3474327f  
    Journal backup:           inode blocks  
    Journal features:         (none)  
    Journal size:             64M  
    Journal length:           16384  
    Journal sequence:         0x00000001  
    Journal start:            0

注意：以上内容，必须能够大部分可以读懂

tune2fs命令  
    作用：查看、修改文件系统的属性  
    可修改：  
        预留空间、卷标  
    不可修改：  
        磁盘块  
    选项：  
        -l：查看超级块信息，类似于 dumpe2fs -h  
        -L \#\#\#：修改分区的卷标，类似于 e2label DEVICE \[newLabel\]  
        -m \#：修改文件系统的保留空间百分比  
        -j：将ext2文件系统升级为ext3。（内部数据不受影响）  
     
fsck命令  
    作用：检查、修复文件系统的命令  
    选项：  
        -t fstype DEVICE: 检查指定的文件系统  
        -a：自动修复文件系统  
        -r：交互式修复

e2fsck命令     
    作用：修改文件系统  
    选项：  
        -y：检查过程中，如果需要用户输入Y，则自动输入。  
        -f：强制执行检查操作   
**            
虚拟内存**         
    每个程序都使用一个独立的虚拟机内存空间，这个内存空间是物理内存的映射  
    x86架构的主机中，每个程序都认为自己独享4G的内存空间，并且认为当前主机中，只有自己一个程序。

交换分区(swap)  
    在windows中称为虚拟内存  
    指的是在硬盘上规划处一个组成方式类似于内存的空间，当内存空间不足时，将内存中闲置数据暂时移动到交换分钟  
    实现的效果就是可以实现内存的过载使用。  
     
注意：  
    尽量不要使用swap  
    如果发现swap使用频繁，那么就说明需要添加内存了   
    
free命令  
    作用：显示当前内存的使用情况  
    格式：free \[options\]  
    选项：  
        -m：以MB为单位显示  
        -g：以GB为单位显示  
     
\[root@node2 ~\]\# free -m  
             total       used       free     shared    buffers     cached  
Mem:          1869        290       1578          0         50         92  
\-/+ buffers/cache:        146       1722      <<<<<<真实内存空间的使用和空闲情况  
Swap:         1983          0       1983  
     
     
缓冲：存放元数据，inode中的数据  
缓存: 存放数据

注意：只有缓存和缓冲中的数据可以清空，其他数据不能清空

伪文件相关  
    /proc/partitions：记录系统中的分区信息  
    /proc/meminfo：内存的使用情况  
    /proc/cpuinfo：记录系统中的CPU的详细信息

dd命令  
    作用：从底层逐字节复制文件。  
    格式：dd if=原文件 of=目的文件 \[bs=xK|M|G count=n\]

例子：将/etc/passwd复制到home下叫做a.txt  
    dd if=/etc/passwd of=/home/a.txt  
     
    例子：将/etc/passwd的前10K的内容复制到home下  
    dd if=/etc/passwd of=/home/a.txt bs=1K count=10  
    dd if=/etc/passwd of=/home/a.txt bs=10K count=1  
     
    例子：备份sda的MBR  
    dd if=/dev/sda of=/home/mbr.bak bs=512 count=1  
     
    例子：实现硬盘对考（将sda上的数据全部复制到sdb上）  
    dd if=/dev/sda of=/dev/sdb

**新建交换分区的流程**  
一、新建一个分区  
    分区格式id必须是 82  
     
二、安装swap文件系统  
    \# mkswap -f /dev/sdc2

mkswap命令  
    作用：创建swap文件系统  
    格式：swap \[-f -L 卷标\] DEVICE  
     
三、激活swap分区  
    \# swapon /dev/sdc2

swapon命令  
    作用：激活交换分区  
swapoff命令  
    作用：关闭交换分区

特殊场景：磁盘无剩余空间（无法再分区），但是分区中还有大量剩余空间，此情况下新建交换分区，可以用 【磁盘镜像文件】 来实现

磁盘镜像文件：就是用一个文件，来模拟当中磁盘来使用。     
     
     
一、如何创建镜像文件  
1、dd命令  
2、特殊设备文件  
    /dev/zero--泡泡机  
     
案例：在tmp下创建一个1G的文件disk.img     
    \# dd if=/dev/zero of=/tmp/disk.img bs=1M count=1024  
     
二、将新建的镜像文件当做磁盘来创建交换分区  
1、创建文件系统  
\# mkswap -f /tmp/disk.img  
2、激活  
\# swapon /tmp/disk.img  
     
     
     
/etc/fstab详解     
作用：实现开机自动挂载外部设备或者自动激活交换分区  
     
注释  
\[root@node2 ~\]\# cat /etc/fstab  
/dev/mapper/vg\_zxf-lv\_root          /                       ext4            defaults        1 1  
UUID=265f1a54-7f15-46               /boot                   ext4            defaults        1 2  
/dev/mapper/vg\_zxf-lv\_swap          swap                    swap            defaults        0 0  
tmpfs                               /dev/shm                tmpfs           defaults        0 0

设备文件名称                        挂载点                  文件系统类型    挂载选项        转储频率   检查次序  
/dev/sdc1                            /mnt                    ext3            defaults        0 0

注意：交换分区的自动激活稍有特殊

交换分区到底多大？  
    物理内存2-4G，swap4G  
    物理内存<2G，swap=物理内存\*2  
    物理内存>8G，swap=4G

mount命令  
    作用：挂载外部设备到linux系统  
    格式：mount \[options\] \[-t fstype\] \[-o option\] 设备名称 挂载点

用法1：直接执行mount，可以查看当前已经挂载的全部设备

options  
        -a：重读/etc/fstab，将其中的全部内容重新挂载  
        -L label：以卷标的方式进行挂载  
        -U UUID：以UUDI的方式进行挂载  
        -n：在挂载外部设备的时候，不将挂载信息写入/etc/mtab中  
        -t fstype：在挂载设备时候，必须指定文件系统类型。  
            (在指定muont命令时候，会自动调用blkid来获取文件系统类型)  
        -r：只读  
        -rw：读写  
     
    -o options  
        sync：同步写入  
            优点：安全  
            缺点：导致系统性能变差  
        async：异步写入  
            优点：性能好  
            缺点：容易丢失数据  
        atime：自动更新时间戳  
        noatime：不自动更新时间戳  
        diratime：  
        nodiratime：对目录而言，不自动更新访问时间戳  
        defaults：  
        exec：  
        noexec：禁止分区中的可执行程序自动运行  
        owner：允许普通用户挂载该文件系统      【通常不能使用此选项】     
        remount：重新挂载分区，在进行重新挂载的时候，可以指定额外的选项  
            remount,rw  重新挂载可读写  
            remount,rw,async,noatime,........  
        ro：只读文件系统  
        rw：读写文件系统  
        acl：启动acl功能

挂载命令：mount  
卸载命令：umount

fuser命令  
    作用：查看指定的目录被哪个进程或者用户所使用  
    格式：fuser \[选项\] 目录  
    选项：  
        -v：显示目录正被哪个进程所使用  
        -k：杀死正在访问某个文件进程/用户  
            如果是对挂载点进行操作，需要结合-m  
        -m：是专用于挂载点的选项

df命令  
    作用：检查分区的使用情况  
    格式：df \[-h\]

PS：ls –ldh /mnt查看目录所在的磁盘块中的数据大小（不能看目录大小）  
du命令  
    作用：查看目录的大小  
    选项：  
        -h：  
        -s：仅仅显示目标的大小  
    组合：  
        du -sh DIR  
     
tree命令  
    作用：显示目录以及子目录名称  
    选项：  
        -L n:显示N级目录   
  
**链接**  
    硬链接：  
        两个inode指向相同的磁盘块  
        特点：  
            硬链接和原始文件互为备份（修改一个文件，另一个随着改变）  
            删除原始文件，链接文件可以正常使用  
            【其实硬链接和原始文件就是同一个文件】  
            每做一个硬链接，连接数加1  
    软链接  
        【同windows中的快捷方式】  
        给原始文件创建一个快捷方式  
        特点：  
            软链接中，存放的是指向原始文件的路径  
            软链接闪烁表示链接文件被损坏  
            原始文件被删除，软连接文件无法访问  
            软链接文件的权限是777,用户真正的权限要参考原始文件

注意：  
    硬链接：  
        只能对文件创建，不能对目录创建  
        目录的连接数默认是2  
        硬链接不能跨文件系统  
    软链接：  
        可作用于目录  
        可以跨分区  
        大小是所指向的原始文件的路径的字符个数

**linux文件压缩**  
1、gzip命令  
    后缀：.gz  
    格式：gzip file1 file2 ....  
    选项：  
        -d：解压缩  
        -\#：指定压缩比，1-9  
            gzip -7 passwd  
        -c：将压缩结果输出到标准输出（通常用来保留原始文件）  
         
        例子：压缩passwd，要求保留原始文件  
        \# gzip -c passwd > passwd.gz

解压缩  
    gunzip命令    
    zcat命令在不解压的情况下，查看压缩包中的内容

2、bzip2命令  
    后缀：.bz2  
    格式： 同上  
    选项：  
        -d：解压缩  
        -\#：指定压缩比，1-9  
            gzip -7 passwd  
        -k：保留原始文件

解压缩  
    bunzip2     
    bzcat在不解压的情况下，查看压缩包中的内容   
    
3、xz命令  
    后缀：xz  
    格式：同上  
    选项：  
        -d：解压缩  
        -\#：指定压缩比，1-9  
            gzip -7 passwd  
        -k：保留原始文件

解压  
    unxz   
注意：以上三个，只能压缩文件，不能压缩目录

4、zip命令  
    后缀：.zip  
    特点：压缩比低，但是可以压缩目录，而且压缩不删除原文件  
    【zip压缩文件，在windows和linux都支持】  
    格式：zip \[选项\] xxx.zip file1 file2 .......  
    选项：  
        -r：递归，压缩目录以及子目录中的全部文件。【压缩目录时候，通常要使用】

解压命令  
    unzip

compress：压缩  
decompress：解压缩  
uncompress: 解压缩  
archive：归档  
    将多个文件或目录合并成一个文件，文件大小不变或稍微变大。

归档的命令tar  
    后缀：.tar  
    格式：tar  \[选项\]  -f xxxx.tar  file1 file2......  
    选项：  
        -f xxxx.tar：指定归档文件的文件名  
        -c：创建归档  
        -x：展开归档  
        --xattrs：在创建归档的时候保留文件的扩展属性等。  
        -t：在不展开归档的情况下，查看其中的内容  
        -p：在创建归档的时候保留文件的权限和属性不变  
        --exclude=FILE：在创建归档的时候不对某个文件进行归档  
        -j：调用bzip2进行压缩和解压缩  
        -z：调用gzip进行压缩和解压缩  
        -J：调用xz进行压缩和解压缩  
        -v：显示过程信息  
        -C

例子：对home目录创建归档，归档文件名是a.tar  
    \# tar -cf a.tar /home  
     
    例子：展开归档  
    \# tar -xf a.tar  
     
     
    例子：将a.tar使用gzip进行压缩  
    \# gzip -c a.tar > a.tar.gz  
     
    例子：将a.tar使用xz进行压缩  
    \# xz -k a.tar  
     
    例子：将a.tar.gz解压缩并展开归档  
    \# gzip -d a.tar.gz  ==>a.tar  
    \# tar -xf a.tar     ==>a  
     
    例子：将etc init.d home归档压缩成all.tar.gz  
    \# tar -zcvf all.tar.gz  etc/ init.d/  home/  
     
    例子：将etc init.d home归档压缩成all.tar.bz2  
    \# tar -jcvf all.tar.bz2 etc/  init.d/  home/   
      
    注意：在创建或者展开归档的时候，可以不指定压缩方式  
        如果不指定，那么系统自动根据文件后缀来选择压缩或解压缩方式  
     
    例子：将all.tar.gz展开  
    \# tar -zxvf all.tar.gz  
    也可以  
    \# tar -xvf all.tar.gz    
   PS：在创建或展开压缩的时候，不建议指定方式，让系统自己选择。  
ln命令  
    作用：创建软\\硬链接  
    格式：ln \[-s\] 原始文件 目的文件  
    选项：  
        -s：创建软链接  
  
RAID整列  
    Redundant Ayyays of Inexpensive Disk 廉价冗余磁盘阵列  
    Redundant Ayyays of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列  
     
RAID  
    将多个物理磁盘组合成逻辑磁盘提供给用户，并提升整体读写性能。   
**   
RAID级别**   
（级别仅仅表示磁盘的组织方式不同）  
0：条带  
    读写提升：读、写  
    冗余能力：无  
    磁盘数量：>=2  
    磁盘使用率：100%

1：镜像  
    读写提升：无  
    冗余能力：有  
    磁盘数量：>=2  
    磁盘使用率：50%  
     
3：校验码  
    读写提升：读、写  
    冗余能力：有  
    最多损坏磁盘：1个  
    磁盘数量：>=3  
    磁盘使用率：(n-1)/n  
    【使用固定的磁盘存放校验码】  
     
5：校验码  
    读写提升：读、写  
    冗余能力：有  
    最多损坏磁盘：1个  
    磁盘数量：>=3  
    磁盘使用率：(n-1)/n         
    【多个磁盘轮流存放校验码】  
     
10：     
    读写提升：读、写  
    冗余能力：有  
    磁盘数量：>=4  
    磁盘使用率：50%

01：     
    读写提升：读、写  
    冗余能力：有  
    磁盘数量：>=4  
    磁盘使用率：50%

50:  
    读写提升：读、写  
    冗余能力：有  
    磁盘数量：>=6  
    磁盘使用率：(n-2)/n

jobd     
    读写提升：无  
    冗余能力：无  
    磁盘数量：不限制  
    磁盘使用率：100%  
    【通过jobd可以将多个物理磁盘的空间整合成一个逻辑磁盘】

RAID的实现  
    硬RAID  
        集成  
        独立  
    软RAID  
        使用CPU模拟生成一个RAID控制器  
        会导致CPU更为繁忙  
        要借助于MD模块

**md模块**  
    multi disk  
    作用：将多个物理磁盘整合成逻辑磁盘

命令实现  
    mdadm  
    特点：模式化的命令

1、创建模式  
    作用：创建阵列  
    选项: -C  
    模式中的子选项：  
        -l \#：指定阵列的级别  
        -n \#：指定创建阵列所使用的磁盘数量  
        -a \{yes|no\}：yes,表示自动创建需要的设备文件  
        【阵列的设备文件是/dev/md\#】  
        -c \#：指定所切割的数据块的大小，默认是512K，修改必须是512的整数倍  
        【chunk】  
        -x \#：指定空闲(保留)磁盘的个数

2、管理模式  
    操作  
        添加：--add -a  
        删除：--del -d

3、监控模式     
    选项：-F

4、增长模式  
    选项：-G  
     
5、装配模式  
    选项：-A  
     
【如果不指定，那么默认就是管理模式】   
      
**案例1：创建一个2G的raid0**  
    【既可以使用磁盘，也可以用分区来实现，此案例用分区实现】  
     
1、创建两个1G的分区  
    注意：  
        1、分区类型必须修改为fd  
        2、不能在分区上安装文件系统  
     
2、创建raid0     
    格式：mkadm -C /dev/DeviceName -a yes -l LEVEL -n 磁盘数量 磁盘1 磁盘2 ....  
    \# mdadm -c /dev/md0 -a yes -l 0 -n 2 /dev/sdc\{1,2\}

3、查看当前系统中的raid信息  
    \# cat /proc/mdstat

4、在raid0上安装文件系统  
    \# mke2fs /dev/md0

5、挂载  
    \# mkdir /myraid0  
    \# mount /dev/md0 /myraid0

**案例2：删除raid0**  
1、查看raid0的基本信息     
    \[root@test mkraid0\]\# cat /proc/mdstat  
    Personalities : \[raid0\]  
    md0 : active raid0 sdc2\[1\] sdc1\[0\]  
          2119680 blocks super 1.2 512k chunks  
     
2、卸载此raid0  
    \# umount /dev/md0

3、停止此RAID0  
    \# mdadm -S /dev/md0

4、清除此raid的超级块中的数据     
    \# mdadm --zero-superblock /dev/sdc1 /dev/sdc2

**案例3：创建一个10G的raid1**  
    【使用物理磁盘来实现，每个物理磁盘大小是10G】  
1、使用sdb和sdc创建raid1  
    \# mdadm -C /dev/md9 -a yes -l 1 -n 2 /dev/sdc /dev/sdb  
    【软raid不能当做启动分区来使用】  
     
2、检查raid1的同步情况  
    \# cat /proc/mdstat  
     
3、检查raid的详细信息  
    \# mdadm -D /dev/md9  
    /dev/md9:  
            Version : 1.2  
      Creation Time : Wed Mar 23 17:23:44 2016  
         Raid Level : raid1  
         Array Size : 10477440 (9.99 GiB 10.73 GB)  
      Used Dev Size : 10477440 (9.99 GiB 10.73 GB)  
       Raid Devices : 2  
      Total Devices : 2  
        Persistence : Superblock is persistent

Update Time : Wed Mar 23 17:24:37 2016  
              State : clean  
     Active Devices : 2  
    Working Devices : 2  
     Failed Devices : 0  
      Spare Devices : 0

Name : node2.openstack.com:9  (local to host node2.openstack.com)  
               UUID : 766ecba3:768f11af:590df855:a3cfdc8f  
             Events : 17

Number   Major   Minor   RaidDevice State  
           0       8       32        0      active sync   /dev/sdc  
           1       8       16        1      active sync   /dev/sdb

4、安装文件系统  
    \# mke2fs /dev/md9  
     
5、挂载  
    \# mount /dev/md9 /mnt  
     
6、模拟raid1中一个磁盘损坏的情况【模拟sdb损坏】  
    \# mdadm /dev/md9 --fail /dev/sdb  
     
    建议：此时检查md9的详细信息  
    方式：mdadm -D /dev/md9  
     
7、修复raid1  
    (1)向raid1添加新磁盘  
    \# mdadm /dev/md9 -a /dev/sdd  
     
    建议：此时检查md9的详细信息  
    方式：mdadm -D /dev/md9  
     
8、删除sdb  
    \# mdadm /dev/md9 -r /dev/sdb  
     
     
 **    
阵列的停止和启动**     
1、停止  
    \# mdadm -S /dev/md9  
2、停止后再次启动raid  
    \# mdadm -A /dev/md9 /dev/sdc /dev/sdd

mdadm -D --scan  
    可以显示系统中的raid阵列以及所使用的磁盘信息（uuid）

mdadm的配置文件，记录系统raid信息，可以用来实现快速启动raid阵列  
/etc/mdadm.conf  
【此文件默认不存在】

用重定向的方式，可以将系统的阵列信息保存到mdadm.conf中  
mdadm -D --scan > /etc/mdadm.conf  
     
以后再启动阵列，直接用阵列设备文件就可以，如下  
\#mdadm -A /dev/md9

**lvm**   
    DM:Device Mapper 设备映射

对比MD和DM  
    MD:将多个物理磁盘整合成一个逻辑磁盘  
    DM:将一个或多个物理磁盘整合成一个或多个逻辑磁盘

DM的功能  
    LVM2-->动态磁盘  
    快照  
    多路径

DM的核心原理

重要名词  
    物理卷：Physical Volume PV,可以理解物理卷就是物理磁盘  
    卷组：Volume Group VG,将所有物理磁盘的存储能力抽象成一个大的存储空间  
    逻辑卷：Logical Volume LV,从卷组中取出一部分存储空间构成一个分区  
    物理盘区：Physical Extend PE,只有将物理磁盘加入到卷组以后，才有PE的概念。  
              PE可以理解为物理卷中的一个一个存储单元。【只有进入卷组才是PE，否则不是】  
    逻辑盘区：Logical Extend LE.  
              其实pe和le是相同的东西，只是在卷组中叫做PE，在逻辑卷中叫做LE

**动态磁盘的相关操作**  
第一类：管理物理卷的命令(pv)  
    创建：pvcreate  
    删除：pvremove  
    扫描：pvscan  
    查看：pvs，pvdisplay  
    移动pv上的数据：pvmove  
        (通常用在要卸载的磁盘上)

第二类：管理卷组的命令(vg)  
    创建：vgcreate  
        -s \#K|M|G|T|E：指定PE的大小，默认是4M  
    删除：vgremove  
    扫描：vgscan  
    查看：vgs，vgdisplay  
    扩大：vgextend  （其实就是向卷组中添加新的物理卷）  
    缩小：vgreduce  
     
第三类：管理逻辑卷的命令(lv)     
    创建：lvcreate  
        -n xx：指定逻辑卷的名称  
        -L \#K|M|G|T|E：指定逻辑卷的大小   （其实就是指定分区的大小）  
    删除：lvremove  
    扫描：lvscan  
    显示：lvs，lvdisplay  
    扩大：lvextend    
    缩小：lvreduce  
     
     
sdf 3 ，sdg 5 ，sdj 10 ，sdi 15， sdh 20     
**案例1：将以上硬盘做成逻辑卷**     
1、创建逻辑卷  
    \# pvcreate /dev/sdf /dev/sdi......  
2、查看当前系统中的逻辑卷  
    \# pvs  
    \# pvscan  
    \# pvdisplay

**例子2：前面的基础上，创建卷组**  
    格式：  
1、加入卷组     
    \# vgcreate myvg001 /dev/sd\{f,h,i\}  
2、查看  
    \# vgs  
    \# vgdisplay  
    \# vgscan

**案例3：将前面卷组中的sdh从卷组中删除**  
1、移走sdh上的数据【必须执行】  
    \# pvmove /dev/sdh  
2、从vg中剔除sdh  
    \# vgreduce myvg001 /dev/sdh  
3、新建另一个卷组，名称为newvg，PE为8M  
    \# vgcraete newvg -s 8M /dev/sd\{g,h\}

**案例4：向newvg添加一个新的物理卷**  
    \# vgextend newvg /dev/sdj

**案例5：在前面的基础上，创建一个500M的逻辑卷，名称是mylv**  
    \# lvcreate -n mylv -L 500M newvg  
    \# lvs  
    \# lvdisplay

逻辑卷的设备文件名称  
    /dev/卷组名/逻辑卷名   （只是链接）   
    /dev/mapper/卷组名-逻辑卷名

**案例6：使用此逻辑卷**  
1、安装文件系统  
    \# mke2fs /dev/newvg/mylv  
2、挂载     
    \# mount /dev/newvg/mylv /media

**调整逻辑卷的大小**     
扩大物理边界的命令  
    lvextend  
        -L \[+\]\#：  
            -L +5G: 在原来的基础上扩大5G的空间  
            -L 5G：扩展到5G  
扩大(调整)逻辑边界命令  
    resize2fs  
    格式：resize2fs lv的设备文件 NG  
    选项：  
        -p：将全部剩余的卷组都分给逻辑卷  
        resize2fs /dev/newvg/mylv 100G  将逻辑分区调整为100G  
        resize2fs -p /dev/newvg/mylv    有多少给多少

缩小逻辑分区  
    resize2fs  
缩小物理分区  
    lvreduce \[-\]  
         
         
**案例7：将前面的500M的逻辑卷扩展到800M**  
1、检查卷组的剩余空间  
    \# vgs  
2、调整物理边界  
    \# lvextend  -L 800M /dev/mapper/newvg-mylv  
3、调整逻辑编辑  
    \# umount /dev/mapper/newvg-mylv  
    \# e2fsck -f /dev/mapper/newvg-mylv  
    \# resize2fs /dev/mapper/newvg-mylv 800M  
    \# mount /dev/mapper/newvg-mylv /media

PS：调大空间操作， 必须先卸载所挂载的逻辑卷 ，在系统异常的情况下，需要检查逻辑卷的文件文件     
  
**案例8：将前面的逻辑卷缩减为400M**  
1、确认磁盘使用情况  
    \# df -h  
2、卸载逻辑卷  
    \# umount /dev/mapper/newvg-mylv  
3、检查文件系统  
    \# e2fsck -f /dev/mapper/newvg-mylv  
4、缩减逻辑边界  
    \# resize2fs /dev/mapper/newvg-mylv 400M  
5、缩减物理边界  
    \# lvreduce -L 400M /dev/mapper/newvg-mylv  
6、重新挂载

**快照卷**  
    可以对系统中的重要文件进行保护。

注意：  
    1、新的快照卷当中是空  
    2、一旦出现快照卷满了，那么快照卷自动自毁  
    3、快照卷中的文件是只读状态的

创建快照卷的命令  
    lvcreate  
        -s：创建快照卷的专用选项  
        -p r|w：设置快照卷中的文件的属性  【默认是只读】

创建快照卷的命令格式：  
    例子：创建一个100M的快照卷，快照卷的名称是myss，这个快照卷是针对/dev/mapper/newvg-mylv  
    \# lvcreate -s  -L 100M -n myss -p r /dev/mapper/newvg-mylv

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[image 1]: http://images2015.cnblogs.com/blog/974779/201606/974779-20160610144632840-1253965706.png