磁盘管理和文件系统笔记
一．磁盘管理三步走：
1.分区:
1）分区方式：两种分区方式：MBR，GPT
MBR方式：使用32位表示扇区数，分区不能超过2T BIOS自检程序只能识别MBR
0磁道0扇区：512字节
446bytes: boot loader
64bytes：分区表，其中每16bytes标识一个分区 （分区表很重要需要备份到其他服务器上）
2bytes: 55AA
MBR分区中一块硬盘最多有4个主分区，也可以3主分区+1扩展(N个逻辑分区)
MBR分区：主和扩展分区对应的1--4，/dev/sda3，逻辑分区从5开始，/dev/sda5
GPT方式：支持128个分区，使用64位，支持8Z BIOS自检程序不能识别GPT
需要UEFI接口 引入了GPT分区表，支持2T以上的硬盘，硬盘分区不受限
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管理分区：
parted 命令即时生效需要小心使用 一般不用
parted /dev/sdb mklabel gpt|msdos
parted /dev/sdb print
parted /dev/sdb mkpart primary 1 200 （默认M）
parted /dev/sdb rm 1
parted –l 列出所有硬盘分区信息
分区工具fdisk和gdisk
gdisk [device...] 类fdisk 的GPT分区工具
fdisk -l [-u] [device...] 查看分区
fdisk [device...] 管理MBR
子命令：
p 分区列表
t 更改分区类型
n 创建新分区
d 删除分区
v 校验分区
u 转换单位
w 保存并退出
q 不保存并退出
Centos6跟centos其他系列有差别：
Centos6 通知内核重新读取硬盘分区表
新增分区用
partx -a /dev/DEVICE
kpartx -a /dev/DEVICE -f: force
#示例：
[root@centos6 ~]#partx -a /dev/sda
删除分区用
partx -d --nr M-N /dev/DEVICE
#示例：
[root@centos6 ~]#partx -d --nr 6-8 /dev/sda
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格式化 创建文件系统
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常用文件系统：
Linux常用系统：ext2. ext3. ext4. xfs swap .iso光盘 btrfs
Windows 常用文件系统 ：FAT32 NTFS exFAT
常用的文件系统特性：
FAT32
最多只能支持16TB的文件系统和4GB的文件
NTFS
最多只能支持16EB的文件系统和16EB的文件
EXT3
最多只能支持32TB的文件系统和2TB的文件，实际只能容纳2TB的文件系统和16GB的文件
Ext3目前只支持32000个子目录
Ext3文件系统使用32位空间记录块数量和 inode数量
当数据写入到Ext3文件系统中时，Ext3的数据块分配器每次只能分配一个4KB的块
EXT4：
EXT4是Linux系统下的日志文件系统，是EXT3文件系统的后继版本
Ext4的文件系统容量达到1EB，而支持单个文件则达到16TB
理论上支持无限数量的子目录
Ext4文件系统使用64位空间记录块数量和 inode数量
Ext4的多块分配器支持一次调用分配多个数据块
修复速度更快
XFS
根据所记录的日志在很短的时间内迅速恢复磁盘文件内容
用优化算法，日志记录对整体文件操作影响非常小
是一个全64-bit的文件系统，最大可以支持8EB的文件系统，而支持单个文件则达到8EB
能以接近裸设备I/O的性能存储数据
2） 文件系统的组成部分 ：
内核中的模块：ext4, xfs, vfat
Linux的虚拟文件系统：VFS
用户空间的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs,mkfs.vfat
创建文件管理工具
mkfs命令：
(1) mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE
ext4 xfs btrfs vfat
(2) mkfs -t FS_TYPE /dev/DEVICE
-L 'LABEL' 设定卷标
mke2fs：ext系列文件系统专用管理工具
-t {ext2|ext3|ext4|xfs} 指定文件系统类型
-b {1024|2048|4096} 指定块 block 大小
-L ‘LABEL’ 设置卷标
-j 相当于 -t ext3， mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3
-i # 为数据空间中每多少个字节创建一个inode；不应该小于block大小
-N # 指定分区中创建多少个inode
-I 一个inode记录占用的磁盘空间大小，128---4096
-m # 默认5%,为管理人员预留空间占总空间的百分比
-O FEATURE[,...] 启用指定特性
-O ^FEATURE 关闭指定特性
查看和管理分区信息
blkid 可以查看块设备属性信息
格式：
常用选项：
-U UUID 根据指定的UUID来查找对应的设备
-L LABEL 根据指定的LABEL来查找对应的设备
e2label：管理ext系列文件系统的LABEL
findfs ：查找分区
tune2fs：重新设定ext系列文件系统可调整参数的值
dumpe2fs：显示ext文件系统信息，将磁盘块分组管理
-h：查看超级块信息，不显示分组信息
xfs_info：显示示挂载或已挂载的 xfs 文件系统信息
xfs_info mountpoint|devname
文件系统检测和修复
文件系统夹故障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“no clean”
注意：一定不要在挂载状态下执行下面命令修复
fsck: File System Check
注意：FS_TYPE 一定要与分区上已经文件类型相同
e2fsck：ext系列文件专用的检测修复工具
-y 自动回答为yes
-f 强制修复
-p 自动进行安全的修复文件系统问题
xfs_repair：xfs文件系统专用检测修复工具
常用选项：
-f 修复文件，而设备
-n 只检查
-d 允许修复只读的挂载设备，在单用户下修复 / 时使用，然后立即reboot
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挂载
1）挂载格式：mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device mountpoint
device：指明要挂载的设备
设备文件：例如:/dev/sda5
卷标：-L 'LABEL', 例如 -L 'MYDATA'
UUID： -U 'UUID'：例如 -U '0c50523c-43f1-45e7-85c0-a126711d406e'
伪文件系统名称：proc, sysfs, devtmpfs, confifigfs
mountpoint：挂载点目录必须事先存在，建议使用空目录
2）挂载规则:
一个挂载点同一时间只能挂载一个设备
一个挂载点同一时间挂载了多个设备，只能看到最后一个设备的数据，其它设备上的数据将被隐藏
一个设备可以同时挂载到多个挂载点
通常挂载点一般是已存在空的目录
3）卸载文件系统 umount
umount 设备名|挂载点
卸载时：可使用设备，也可以使用挂载点
查看挂载#通过查看/etc/mtab文件显示当前已挂载的所有设备
mount
#查看内核追踪到的已挂载的所有设备
cat /proc/mounts
查看挂载点情况：findmnt MOUNT_POINT|device
查看正在访问指定文件系统的进程
lsof MOUNT_POINT
fuser -v MOUNT_POINT
终止所有在正访问指定的文件系统的进程
fuser -km MOUNT_POINT
4）持久挂载（需要将挂载点写入配置文件内）将挂载保存到 /etc/fstab 中可以下次开机时，自动启用挂载
/etc/fstab格式帮助：
man 5 fstab 每行定义一个要挂载的文件系统,，其中包括共 6 项
要挂载的设备或伪文件系统
设备文件
LABEL：LABEL=""
UUID：UUID=""
伪文件系统名称：proc, sysfs
挂载点：必须是事先存在的目录
文件系统类型：ext4，xfs，iso9660，nfs，none
挂载选项：defaults ，acl，bind
转储频率：0：不做备份 1：每天转储 2：每隔一天转储
fsck检查的文件系统的顺序：允许的数字是0 1 2
0：不自检 ，1：首先自检；一般只有rootfs才用 2：非rootfs使用
添加新的挂载项，需要执行下面命令生效
mount -a
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磁盘常用工具
文件系统空间占用等信息的查看工具df
常用选项-H 以10为单位
-T 文件系统类型
-h human-readable
-i inodes instead of blocks
-P 以Posix兼容的格式输出
查看某目录总体空间占用状态du
常用选项
-h human-readable
-s summary
--max-depth=# 指定最大目录层级
工具dd
格式dd if=/PATH/FROM/SRC of=/PATH/TO/DEST bs=# count=#
常用选项
if=file 从所命名文件读取而不是从标准输入
of=file 写到所命名的文件而不是到标准输出
ibs=size 一次读size个byte
obs=size 一次写size个byte
bs=size block size, 指定块大小（既是是ibs也是obs)
cbs=size 一次转化size个byte
skip=blocks 从开头忽略blocks个ibs大小的块
seek=blocks 从开头忽略blocks个obs大小的块
count=n 复制n个bs
conv=conversion[,conversion...] 用指定的参数转换文件
conversion 转换参数:
ascii 转换 EBCDIC 为 ASCII
ebcdic 转换 ASCII 为 EBCDIC
lcase 把大写字符转换为小写字符
ucase 把小写字符转换为大写字符
nocreat 不创建输出文件
noerror 出错时不停止
notrunc 不截短输出文件
sync 把每个输入块填充到ibs个字节，不足部分用空(NUL)字符补齐
fdatasync 写完成前，物理写入输出文件
常用RAID ：RAID-0：RAID-1：RAID-5 RAID-6 RAID-10 RAID-01 RAOD-50
mdadm工具：为软RAID提供管理界面，为空余磁盘添加冗余，结合内核中的md(multi devices)
RAID设备可命名为/dev/md0、/dev/md1、/dev/md2、/dev/md3等
mdadm：模式化的工具,支持的RAID级别：LINEAR, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10
命令的语法格式：
：
创建：-C
装配：-A
监控：-F
管理：-f, -r, -a
<raiddevice>: /dev/md#
<component-devices>: 任意块设备
-C: 创建模式
-n #: 使用#个块设备来创建此RAID
-l #：指明要创建的RAID的级别
-a {yes|no}：自动创建目标RAID设备的设备文件
-c CHUNK_SIZE: 指明块大小,单位k
-x #: 指明空闲盘的个数
-D：显示raid的详细信息
mdadm -D /dev/md#
管理模式：
-f: 标记指定磁盘为损坏
-a: 添加磁盘
-r: 移除磁盘
观察md的状态： cat /proc/mdstat
-
逻辑卷
逻辑卷介绍：LVM: Logical Volume Manager 可以允许对卷进行方便操作的抽象层，包括重新设定文件系统的大小，
允许在多个物理设备间重新组织文件系统
通过交换PE来进行资料的转换，将原来LV内的PE转移到其他的设备中以降低LV的容量，或将其他设备
中的PE加到LV中以加大容量
第一个逻辑卷对应设备名：/dev/dm-#
dm: device mapper，将一个或多个底层块设备组织成一个逻辑设备的模块
软链接：
/dev/mapper/VG_NAME-LV_NAME
/dev/VG_NAME/LV_NAME
pv管理工具
显示pv信息
pvs：简要pv信息显示
pvdisplay
创建pv
pvcreate /dev/DEVICE
删除pv
pvremove /dev/DEVICE
显示卷组
vgs
vgdisplay
创建卷组
vgcreate [-s #[kKmMgGtTpPeE]] VolumeGroupName PhysicalDevicePath
[PhysicalDevicePath...]
管理卷组
vgextend VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
vgreduce VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
删除卷组
先做pvmove
再做vgremove
lv管理工具
lvs
Lvdisplay
创建逻辑卷
lvcreate -L #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup
范例
lvcreate -l 60%VG -n mylv testvg
lvcreate -l 100%FREE -n yourlv testvg
删除逻辑卷
lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME
重设文件系统大小
fsadm [options] resize device [new_size[BKMGTEP]]
resize2fs [-f] [-F] [-M] [-P] [-p] device [new_size]
xfs_growfs /mountpoint
范例：#创建物理卷
pvcreate /dev/sda3
#为卷组分配物理卷
vgcreate vg0 /dev/sda3
#从卷组创建逻辑卷
lvcreate -L 256M -n data vg0
#mkfs.xfs /dev/vg0/data
#挂载
mount /dev/vg0/data /mnt/data#