磁盤存儲和文件系統 概述

磁盤存儲和文件系統 概述

• 設備文件

  1. 磁盤設備的設備文件命名： /dev/DEV_FILE
  2. SCSI,SAS,IDE,USB:/dev/sd
  3. 虛擬磁盤：/dev/vd、/dev/xvd
  4. 硬盤存儲術語：head 磁頭 、track 磁道、cylinder 柱面、sector 扇區，512bytes

• CHS 和 LBA

  CHS

  1. 採用24bit位尋址
  2. 其中前十位表示cylinder，中間8位表示head，後面6位表示sector
  3. 最大尋址空間8G
     LBA
  4. LBA是一個整數，通過轉換化成chs格式完成磁盤具體尋址
  5. 由於chs尋址方式的尋址空間在大概8G以內，所以在磁盤容量小於大概8G時，可以使用chs尋址方式或是lba尋址方式；在磁盤容量大於8G時，則只能使用lba尋址方式

• 分區

  分區可以優化I/O性能，實現磁盤空間配額限制，提高修復速度，隔離系統和程序，安裝多個os，採用不同文件系統。
  兩種分區方式： MBR，GPT

  1. MBR：按柱面分區，使用32位表示扇區數，分區不超過2T
     MBR分區中一塊硬盤最多有四個主分區，也可以3主分區+1擴展（N個邏輯分區）
     MBR分區結構：硬盤主引導記錄MBR由主引導程序、出錯信息數據區、分區表、結束標誌字四個部分組成。
  2. GPT：使用128位UUID表示磁盤和分區，GPT分區表自動備份在頭和尾兩份，並有CRC校驗位。

• 管理分區

  • lsdik：列出塊設備
  • fdisk：創建MBR分區
  • gdisk：創建GPT分區
  • parted：高級分區操作
  • partprobe：重新設置內存中的內核分區表版本
    子命令：
    p：分區列表
    t：更改分區類型
    n：創建新分區
    d：刪除分區
    v：校驗分區
    u：轉換單位
    w：保存並退出
    q：不保存直接退出
• 同步分區表
  cat /proc/partations 查看內核是否已經識別新的分區

文件系統

類型：

• Linux文件系統：
  • ext2：適用於分區容量不大，更新不頻繁的情況，例如/boot分區
  • ext3：ext2的改進版，支持日誌功能。
  • ext4：ext系統的最新版，支持納秒級時間戳、創建和使用巨型文件、最大1E的文件系統。
  • 光盤：iso9660
  • windows：FAT32,exFAT,NTFS
  • UNIX:FFS(fast)，UFS(unix)，JSS2
  • 網絡文件系統：NFS,CIFS
  • 集羣文件系統：GFS2,OCFS2(oracle)
  • 分佈式文件系統：fastdfs,ceph,moonsefs,mogilefs,lustre
  • RAW:未經處理或者未經格式化產生的文件系統

    創建文件系統

    mkfs：

    1. mkfs.FS_TYPE[ext4|xfs|btrfs|vfat] /dev/DEVICE
    2. mkfs -t FS_TYPE /dev/DEVICE
       -L 'LABEL' 設定卷標
       創建ext文件系統
• mke2fs：ext系列文件系統專用管理工具
  • -t {ext2|ext3|ext4} 指定文件系統類型
  • -b {1024|2048|4096} 指定塊大小
  • -L ‘LABEL’ 設置卷標
  • -j 相當於 -t ext3
• mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3
  • -i # 爲數據空間中每多少個字節創建一個inode；不應該小於block大小
  • -N # 指定分區中創建多少個inode
  • -I 一個inode記錄佔用的磁盤空間大小，128---4096
  • -m # 默認5%,爲管理人員預留空間佔總空間的百分比
  • -O FEATURE[,...] 啓用指定特性
  • -O ^FEATURE 關閉指定特性
• tune2fs :重新設定ext系列文件系統可調整參數的值
  -l：查看指定文件系統的超級塊信息；super block
  -L 'LABEL' 修改卷標
  -m # 修改預留給管理員的空間百分比
  -j 將ext2升級爲ext3
  -O 文件系統屬性啓用或禁用，-O^has_journal
  -o 調整文件系統的默認掛載選項，-o ^acl
  -U UUID 修改UUID號
• 文件系統檢測和修復
  fsck：
  fsck.FS_TYPE
  -p 自動修復錯誤
  -r 交互式修復錯誤
  FS_TYPE 一定要與分區上的文件類型相同

• e2fsck：ext系列文件專用的修復工具
  -y 自動回答爲yes
  -f 強制修復

• 掛載

  將額外文件系統與根文件系統某現存的目錄建立起關聯關係，進而使得此目錄作爲其他文件訪問入口的行爲，叫做掛載。 卸載則是解除此關聯關係的過程。
  mount point ：把設備關聯掛載點
  umount point： 卸載
  掛載成功後，掛載點下原有文件在掛載完成後會被隱藏，所以掛載點目錄一般爲空。卸載時，可以用設備，也可以使用掛載點。

  • mount常用命令選項
    -t vsftype 指定要掛載的設備上的文件系統類型
    -r readonly，只讀掛載
    -w read and write, 讀寫掛載
    -n 不更新/etc/mtab，mount不可見
    -a 自動掛載所有支持自動掛載的設備(定義在了/etc/fstab文件
    中，且掛載選項中有auto功能)
    -L 'LABEL' 以卷標指定掛載設備
    -U 'UUID' 以UUID指定要掛載的設備
    -B, --bind 綁定目錄到另一個目錄上
    cat /proc/mounts 查看內核追蹤到的已掛載的所有設備