磁盘管理及维护

一、磁盘的构成：

组成：磁盘盘（数据存储，有扇区、柱面、最小存储单元：一个扇区，）、机械手臂、磁头、转动马达

作用：存储数据

磁盘分区表的两种格式：

​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​  MBR格式：四个主分区

​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​  GPT格式

1、磁盘文件名：

实体磁盘(U盘)的文件名： /dev/sd[a-p] [1-128] （数字表示分区号）

IDE磁盘的文件名： /dev/hd[a-d]

虚拟磁盘的文件名：/dev/vd[a-d] [1-128]

2、磁盘构成：

盘面：

​ ​ ​ ​ ​ ​  硬盘上有一个或者多个盘片，每个盘片可以有两个面，第一个盘片的正面称为0面，反面称为1面；第二个盘片的正面称为2面，反面称为3面…以此类推。

磁头：

​​ ​ ​ ​ ​ ​  每一个盘面都有两个磁头，第一块盘片 正面的磁头称为0磁头，反面的称为1磁头；第二块盘片的正面称为2磁头，背面称为3磁头…以此类推，在盘面读取数据。（磁头数与盘面数是一样的）

磁道：

​ ​ ​ ​ ​ ​  由圆心开始向外画圆，每个圆环称为磁道，用于存储数据。当电脑关机时磁头放在离盘心近的位置，称为着陆区，着陆区不存储任何数据。（离盘心最远的磁道称为0磁道）

扇区：

​ ​ ​ ​ ​ ​  每个磁道上划分多个块（像一个弧断），这些弧段称为扇区，每个扇区可以存放512个字节。扇区上有编号，顺序为：磁盘，磁道，第几扇区（磁道从0开始，依次递增）

数据存放顺序： 不是扇区编号存储数据，是交叉存储数据，避免空转现象。（软盘的磁道上扇区号是按序排列的，而硬盘的磁道上的扇区号是按照某种间隔跳跃编排的）

柱面：

​ ​ ​ ​ ​ ​  是抽象的逻辑概念，实际上数据读取是按照柱面顺序读取的。

寻道时间：

​ ​ ​ ​ ​ ​  各不相同，划过扇区读取数据的时间。硬盘寻道采用CHS的方式：柱面，磁头，扇区

硬盘容量=柱面数（磁道数） * 磁头数 * 单磁道扇区数 * 单个扇区容量大小（一般为512字节）

Linux文件系统： 权限和属性数据存放在 inode 中，实际上数据存放在 data block 中，文件系统的整体信息放在 superblock 中。

3、MBR：

MBR信息：位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区，共512个字节

        446个字节：主引导记录（加载启动项，分区信息，加载信息位置）

        64个字节：分区信息

​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ 4个主分区（最小有1个，最大有4个）：引导分区的信息和数据

​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​  ​ ​ ​ ​ ​ ​  ​ ​ ​ ​ ​ ​  ​ ​ ​ ​ ​主1，主2，主3，主4（第四个主分区可分为：扩展分区（最大有1个），逻辑分区（最小0个，最大无数个））

        2个字节：结束标志

​ 注： 引导分区的信息：16字节。它包括：1引导标志，2-4分区的起始位置，5分区类型，6-8分区结束位置，9-12逻辑起始扇区号，13-16总的扇区数

二、磁盘分区命令：

1、fdisk：查看系统分区详细信息

[root@localhost ~]# fdisk /dev/sd*
//*指的是对哪个硬盘进行分区，就写哪个硬盘。eg：fdisk /dev/sda 表示对a这一块磁盘进行分区

eg：
[root@localhost ~]# partx  -a /dev/sda
//表示对硬盘进行更新
[root@localhost ~]# fdisk -l
[root@localhost ~]# mkfs.ext4	/dev/sda4
[root@localhost ~]# mount /dev/sda4 /mnt
//进行挂载使用
[root@localhost ~]# df -h
文件系统				  容量	已用	可用	已用%	 挂载点
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root   19G   12G  6.8G  64% /
devtmpfs                 223M     0  223M   0% /dev
tmpfs                    235M     0  235M   0% /dev/shm
tmpfs                    235M  5.7M  229M   3% /run
tmpfs                    235M     0  235M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                497M  149M  349M  30% /boot
tmpfs                     47M     0   47M   0% /run/user/0
//查看挂载情况，根下，boot，swap不能动

-a：设置启动分区

-b：编辑分区标签

-d：删除一个分区

-l：列出已知分区

-m：打印这个菜单

-n：新增分区

-o：新建新的空白DOS分区表

-p：打印分区表

-q：退出不保存

-t：修改分区类型

-u：改变显示单位

-v：校验分区表

-w：保存退出

格式化：

[root@localhost ~]# mkfs.ext4	/dev/sda*
//只有格式化后才能进行挂载使用
[root@localhost ~]# mkfs.xfs  /dev/sda*

2、文件系统管理类命令:

mkfs：查看属性工具

​ mkfs.ext2，mkfs.ext3，mkfs.ext4，

​ xfs

​ btrfs

mkfs.ext2      分区

​ -t：指定创建的文件系统类型

​        mkfs -t ext4 =mkfs.ext4

​ -b：创建文件系统指明块大小

​        1024 2048 4096

​ -L    label标签：指明卷标

​ -j：创建有日志功能的文件系统

​

​ -i：指明 inode 与字节的比率

​ -N：直接指定创建的文件系统的 inode 数量

​ -m：指定预留空间

e2label：设定与查看卷标

​ 设定 ：e2label device label

​ 查看 ：e2label device

[root@localhost ~]# e2label  /dev/sdb  TEST

[root@localhost ~]# e2label  /dev/sdb

fsck.ext2：检查文件系统的工具

        -c：显示检查进度

3、查看属性的工具：

dumpe2fs：显示ext系列文件系统的属性信息

​ 格式： dumpe2fs device

tune2fs 修改文件系统属性（ext系列）

​ 文件系统的块大小

​ -l：查看块内容

​ -j：修改指定的文件系统类型

​ -L：修改卷标

​ -m：调整预留空间的百分比

resize2fs：调整 ext 系列的文件系统的大小

​ -f：强制执行

​ -M：将文件系统缩小至最小值

​ -P：直接显示文件系统可以缩小的最小值

e2fsck：磁盘修复（修复前需要卸载挂载点）

​ -a：检查分区，若发现问题可自动修复

​ -b：设定superblock的位置

​ -B size：设定区块大小

​ -c：检查分区是否有坏道

​ -f：强制检查

blkid：获取文件系统类型，UUID，卷标

​ blkid device
        -U     UUID，根据 UUID 定位设备

        -L     label：根据 label 定位设备

[root@localhost ~]# blkid -U 22b94295-e3e7-4111-927b-0b6d6ed64e40
/dev/sdb1
//查看当前分区挂在哪里

4、交换分区： swap

            作用：当系统的物理内存不够用的时候，就需要将物理内存中的一部分空间释放出来，以供当前运行的程序使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序，这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中，等到那些程序要运行时，再从Swap中恢复保存的数据到内存中。这样，系统总是在物理内存不够时，才进行Swap交换。

fdisk device

                t         82

1.准备分区
[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb
//输入t，将转换分区的ID为  82
[root@localhost ~]# partprobe   /dev/sdb
[root@localhost ~]# ll  /dev/sdb

mkswap：格式化

2.初始化
[root@localhost ~]# mkswap /dev/sdb1	

3.挂载
[root@localhost ~]# blkid  /dev/sdb1
/dev/sdb1: UUID="b8e2b21c-40c7-4d83-97e1-2deeefa8a5c6" TYPE="swap"

[root@localhost ~]# vim /etc/fstab

[root@localhost ~]# swapon -a

[root@localhost ~]# swapon -s

dd： if=/dev/zero of=/dir/filename bs=1【K,M,G】 count=N

​ （bs表示1个快大小）

/etc/fstab

UUID="4a3d5ab7-4e3e-4baa-a3a3-f0386901a12f"   		 swap    swap    defaults        0       0

swapon -a：根据文件挂载swap分区（查看当前分区）

swapoff device：关闭

swapon -s：显示激活的swap分区

[root@localhost ~]# dd if=/dev/zero of=/mnt/swap bs=1M  count=512
512+0 records in
512+0 records out
536870912 bytes (537 MB) copied, 14.0015 s, 38.3 MB/s

[root@localhost ~]# ls /mnt/
swap  user3

[root@localhost ~]# ls -l /mnt/
total 524288
-rw-r--r--. 1 root  root  536870912 Aug  5 15:36 swap
drwx------. 2 user4 user3        62 Jul 28 16:06 user3

[root@localhost ~]# mkswap /mnt/swap
Setting up swapspace version 1, size = 524284 KiB
no label, UUID=b8e2b21c-40c7-4d83-97e1-2deeefa8a5c6

[root@localhost ~]# vi /etc/fstab
/dev/mapper/centos-swap swap                    swap    defaults        0 0
/dev/sr0      /media    iso9660  defaults       0       0
UUID=22b94295-e3e7-4111-927b-0b6d6ed64e40      swap    swap    0       0
/mnt/swap     swap      swap     defaults       0       0

[root@localhost ~]# swapon -a
[root@localhost ~]# swapon -s
Filename                                Type            Size    Used    Priority
/dev/dm-1                               partition       1048572 0       -2
/mnt/swap                               file    524284  0       -3

5、磁盘挂载等相关核心工具：

mount:查看当前系统的挂载情况

​ mount -t 系统类型 -o 选项 设备 挂载点

                ro：只读

                rw：读写

                acl：支持ACL功能

                -n：默认情况下，设备挂载或卸载的操作会同步更新到/etc/mtab文件中；-n用于禁止此操作。

                -L label：挂载时以卷标的方式指明设备

                -U UUID：挂载时以UUID的方式指明设备

mount  -o  ro：只读挂载

umount ：卸载挂载点

umount 设备

umount 挂载点

       查看哪些进程占用挂载点：

                      lsof 挂载点

                      fuser -v 挂载点

        终止挂载点使用：

                      fuser -km 挂载点

lsof：列出所有被打开的文件，指进程

​ lsof -c process ：显示进程打开的文件

​ losf -p 进程号（eg:1234）：列出进程1234打开的文件

​ losf -i ：显示符合条件的进程

​ losf -u 用户名：某一用户打开

[root@localhost ~]# lsof -c  crond

[root@localhost ~]# lsof     /proc
//列出某一目录或文件正在被谁使用

[root@localhost ~]# lsof   -u   root
//列出root用户打开的文件

[root@localhost ~]# lsof 	-i
//打开所有网络连接

[root@localhost ~]# lsof   -i   tcp
//通过tcp打开的网络连接

[root@localhost ~]# lsof  -i   :8080
//列出通过端口8080打开的文件

df：显示磁盘分区上可使用的空间

​ -h：原本以字节显示，加上-h后以KB，MB，GB单位显示，以1024为单位

​ -H：以1000为单位，而不是1024

​ -i：显示 inode 使用情况

[root@localhost a]# df -h
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root   19G   13G  6.2G  67% /
devtmpfs                 223M     0  223M   0% /dev
tmpfs                    235M     0  235M   0% /dev/shm
tmpfs                    235M  5.7M  229M   3% /run
tmpfs                    235M     0  235M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sr0                  11G   11G     0 100% /media
/dev/sda1                497M  149M  349M  30% /boot
tmpfs                     47M     0   47M   0% /run/user/0

[root@localhost a]# df -i
Filesystem               Inodes IUsed   IFree IUse% Mounted on
/dev/mapper/centos-root 9703424 57703 9645721    1% /
devtmpfs                  56996   400   56596    1% /dev
tmpfs                     59977     1   59976    1% /dev/shm
tmpfs                     59977   774   59203    2% /run
tmpfs                     59977    16   59961    1% /sys/fs/cgroup
/dev/sr0                      0     0       0     - /media
/dev/sda1                256000   334  255666    1% /boot
tmpfs                     59977     1   59976    1% /run/user/0

du：显示文件大小

​ -h：以K，M，G为单位显示

​ -a：显示目录中的文件大小

​ -c：显示目录中文件大小，并且显示总和

​ -S：显示文件大小，并且显示当前目录大小

​ -s：只显示当前目录大小

​ -k：以KB形式显示

​ -m：以MB形式显示

[root@localhost a]# du -a
0       ./file1
0       ./file2
0       ./file3
0       ./file4
0       ./file5
0       .

[root@localhost a]# du -s
4   

挂载配置文件：/etc/fstab

磁盘被手动挂载之后都必须把挂载信息写入/etc/fstab这个文件中，否则下次开机启动时仍然需要重新挂载。

1.fstab文件中的参数

第一列：device 设备文件（UUID 或 设备文件 或 卷标），建议使用UUID

第二列：挂载点

第三列：filesystem磁盘文件格式，xfs ext4 swap iso9660

第四列：文件系统的参数（默认defaults）

第五列：能不能备份

​ 0：不备份

​ 1：每天都要备份

​ 2：不定期备份

第六列：是否校验扇区

​ 0：不校验

​ 1：最先校验

​ 2：在1之后校验

2.挂载限制：

        根目录必须挂载，而且比其他挂载点优先挂载。
        挂载点必须是已经存在的目录。

        每一个分区只能挂载一次

        所有挂载点在同一时间只能挂载一次。

        所有分区在同一时间只能挂载一次。

        卸载挂载时，必须将工作目录退出挂载点（及其子目录）之外