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磁盘管理

1 磁盘的结构

设备文件

I/O Ports: I/O设备地址 一切皆文件： open(), 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”，键盘 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

设备号码：

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：640MB/s

串口： SATA：6Gbps SAS：6Gbps USB：480MB/s

rpm: rotations per minute

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

secotr: 扇区，512bytes

磁盘分区

使用分区空间

设备识别

设备分区

创建文件系统

标记文件系统

在/etc/fstab文件中创建条目

挂载新的文件系统

为什么要分区?

1优化I/O性能

2实现磁盘空间配额限制

3提高修复速度

4隔离系统和程序

5安装多个OS

分区种类

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主分区+1扩展(N个逻辑分区)

GPT分区

GPT:GUID patition table 支持128个分区，使用64位，支 持8Z( 512Byte/block )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

管理分区

列出块设备

blkid

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

fdisk -l [-u] [device...]

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

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

新增分区用

partx -a -n M:N /dev/DEVICE

kpartx -a /dev/DEVICE -f: force

删除分区用

partx -d -n M:N /dev/DEVICE

centos6: –nr N-M

CentOS 5，7: 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)

parted /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, ext3, ext4, xfs(SGI), btrfs( Oracle), reiserfs, jfs(AIX), swap

swap: 交换分区

光盘：iso9660

Windows：fat32, ntfs

Unix: FFS(fast), UFS(unix), JFS2

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：未经处理或者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

用户空间的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs,mkfs.vfat

Linux的虚拟文件系统：VFS

查前支持的文件系统：cat /proc/filesystems

创建文件系统

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

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 : 为数据空间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 ：为数据空间创建个多少个inode

-I 一个inode记录大小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

文件系统标签

指向设备的另一种方法

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

-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

e2label DEVICE [LABEL]

findfs ：查找分区

findfs [options] LABEL=

findfs [options] UUID=

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 ：修预留给管理员的空间百分比

-j: 将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

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

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它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命令挂载文件系统

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 [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options]

device dir device：指明要挂载的设备;

(1) 设备文件：例如/dev/sda5

(2) 卷标：-L 'LABEL',

例如 -L 'MYDATA'

(3) UUID, -U 'UUID'：

例如 -U '0c50523c-43f145e7-85c0-a126711d406e'

(4) 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/fstab 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

mount常用命令选项

-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

sync：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：目录的访问时间戳

auto/noauto：是否支持自动挂载,是否支持-a选项

exec/noexec：是否支持将文件系统上运行应用程序

dev/nodev：是否支持在此文件系统上使用设备文件

suid/nosuid：不否支持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

终止所有在正访问指定的文件系统的进程：

fuser -km MOUNT_POINT

卸载：

umount DEVICE

umount MOUNT_POINT

冒泡排序练习题：

1、输入若干个数值存入数组中，采用冒泡算法进行升序或降序排序

#/bin/bash

declare -a rand

rand=($@)

i=$[${#rand[@]}-1]

for n in `seq 1 $i`

do

for j in `seq 1 $i`

do

[ ${rand[$j]} -lt ${rand[$[$j-1]]} ] && c=${rand[$j]} && rand[$j]=${rand[$[$j-1]]} && rand[$[$j-1]]=$c

done

done

echo ${rand[@]}

[root@localhost rpm]# /root/bin/maopao2.sh 2343 64 5 656 756758 56 4 356 261 284 8657 67 45 848

4 5 45 56 64 67 261 284 356 656 848 2343 8657 756758

2、编写脚本/root/bin/copycmd.sh (1) 提示用户输入一个可执行命令名称 (2) 获取此命令所依赖到的所有库文件列表 (3) 复制命令至某目标目录(例如/mnt/sysroot)下的对应路径下; 如：/bin/bash ==> /mnt/sysroot/bin/bash /usr/bin/passwd ==> /mnt/sysroot/usr/bin/passwd (4) 复制此命令依赖到的所有库文件至目标目录下的对应路径下： 如：/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 ==> /mnt/sysroot/lib64/ldlinux-x86-64.so.2 (5)每次复制完成一个命令后，不要退出，而是提示用户键入新的要复制的命 令，并重复完成上述功能;直到用户输入quit退出

#!/bin/bash

ch_root="/mnt/sysroot"

[ ! -d $ch_root ] && mkdir $ch_root

bincopy() {

if which $1 &>/dev/null; then

local cmd_path=`which --skip-alias $1`

local bin_dir=`dirname $cmd_path`

[ -d ${ch_root}${bin_dir} ] || mkdir -p ${ch_root}${bin_dir}

[ -f ${ch_root}${cmd_path} ] || cp $cmd_path ${ch_root}${bin_dir}

return 0

else

echo "Command not found."

return 1

fi

}

libcopy() {

local lib_list=$(ldd `which --skip-alias $1` | grep -Eo '/[^[:space:]]+')

for loop in $lib_list;do

local lib_dir=`dirname $loop`

[ -d ${ch_root}${lib_dir} ] || mkdir -p ${ch_root}${lib_dir}

[ -f ${ch_root}${loop} ] || cp $loop ${ch_root}${lib_dir}

done

}

read -p "Please input a command or quit: " command

while [ "$command" != "quit" ];do

if bincopy $command ;then

libcopy $command

fi

read -p "Please input a command or quit: " command

done