linux磁盘及文件系统

Posted 2022-03-15 宝山的博客

文章目录

• 一、linux 文件系统及磁盘分区
• • 1.1 磁盘简介
  • 1.2 linux 磁盘与文件系统简介
  • 1.3 mount 挂载
  • 二、案例演示
  • 2.1 gdisk 给磁盘分区
  • 2.2 parted 创建文件系统
  • 2.3 创建大文件做 swap 分区
• 总结

一、linux 文件系统及磁盘分区

1.1 磁盘简介

• 硬盘是计算机主要存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成，碟片外覆盖有铁磁性材料，硬盘内部由磁道、柱面、扇区、磁头等部件组成

• Linux系统中硬件设备相关配置文件存放在/dev/下，常见硬盘命名：/dev/hda、/dev/sda、/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/vda。不同硬盘接口，在系统中识别的设备名称不一样。

• IDE硬盘接口在Linux中设备名为/dev/hda，SAS、SCSI、SATA硬盘接口在Linux中设备名为sda，高效云盘硬盘接口会识别为/dev/vda等。

• 文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做Sector（扇区），每个Sector储存512字节。操作系统在读取硬盘的时候，不会逐个Sector的去读取，这样效率非常低，为了提升读取效率，操作系统会一次性连续读取多个Sector，即一次性读取多个Sector称为一个Block（块。

• 由多个Sector组成的Block是文件存取的最小单位。Block的大小常见的有1KB、2KB、4KB，Block在Linux中常设置为4KB，即连续八个Sector组成一个Block。

• /boot分区Block一般为1KB，而/data/分区或者/分区的Block为4K

• linux 系统查看分区的Block大小方法：

  [root@hbs ~]# stat anaconda-ks.cfg |grep -i "block"
    Size: 1511      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
  [root@hbs ~]# 
  
  [root@hbs ~]# stat /boot/|grep "IO Block"
    Size: 4096      	Blocks: 8          IO Block: 4096   directory
  [root@hbs ~]# 
  
  
  

1.2 linux 磁盘与文件系统简介

• 

• 

• 

1.3 mount 挂载

• Mount命令工具主要用于将设备或者分区挂载至Linux系统目录下，Linux系统在分区时，也是基于mount机制将/dev/sda分区挂载至系统目录，将设备与目录挂载之后，Linux操作系统方可进行文件的存储。

  mount [-Vh]
  	mount -a [-fFnrsvw] [-t vfstype]
  	mount [-fnrsvw] [-o options [,...]] device | dir
  	mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir
  	-V：			                显示mount工具版本号；
  	-l：			                    显示已加载的文件系统列表；
  	-h：			                    显示帮助信息并退出；
  	-v：			                    输出指令执行的详细信息；
  	-n：			                    加载没有写入文件/etc/mtab中的文件系统；
  	-r：			                    将文件系统加载为只读模式； 
  	-a：			                    加载文件/etc/fstab中配置的所有文件系统；
  	-o:				                指定mount挂载扩展参数，常见扩展指令：rw、remount、loop等，其中-o相关指令如下：
  	-o atime：						系统会在每次读取文档时更新文档时间；
  	-o noatime：						系统会在每次读取文档时不更新文档时间；
  	-o defaults:						使用预设的选项 rw,suid,dev,exec,auto,nouser等；
  	-o exec                         允许执行档被执行；
  	-o user、-o nouser：				使用者可以执行 mount/umount的动作；
  	-o remount：						将已挂载的系统分区重新以其他再次模式挂载；
  	-o ro：							只读模式挂载；
  	-o rw：							可读可写模式挂载；
  	-o loop                          使用loop模式，把文件当成设备挂载至系统目录。
  	-t：			                    指定mount挂载设备类型，常见类型nfs、ntfs-3g、vfat、iso9660等，其中-t相关指令如下：
  	iso9660                         光盘或光盘镜像；
  	msdos 	                        Fat16文件系统；
  	vfat  	                        Fat32文件系统；
  	ntfs	                            NTFS文件系统；
  	ntfs-3g                          识别移动硬盘格式；
  	smbfs 	                        挂载Windows文件网络共享；
  	nfs		                        Unix/Linux文件网络共享。
  

• MOUNT 常用案例

  mount  	/dev/sdb1    		/data 				挂载/dev/sdb1分区至/data/目录
  mount 	/dev/cdrom   		/mnt 			挂载Cdrom光盘至/mnt目录；
  mount 	-t ntfs-3g   		   /dev/sdc  	/data1	挂载/dev/sdc移动硬盘至/data1目录；
  mount   -o remount,rw    	/ 		  			重新以读写模式挂载/系统；
  mount 	-t  iso9660  -o loop  centos7.iso /mnt	将centos7.iso镜像文件挂载至/mnt目录；
  mount   -t fat32   /dev/sdd1            /mnt    将U盘/dev/sdd1挂载至/mnt/目录；
  mount   -t nfs 192.168.10.11:/data/    	/mnt	    将远程192.168.10.11:/data目录挂载至本地/mnt目录。
  

二、案例演示

2.1 gdisk 给磁盘分区

• 使用 gdisk 创建一个 500M 的 xfs 文件系统，并将它挂载到 /data/test目录下

  # 1.列出所有磁盘
  [admin@rivers~]$ lsblk
  NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
  sda      8:0    0   40G  0 disk 
  ├─sda1   8:1    0    2M  0 part 
  ├─sda2   8:2    0    1G  0 part /boot
  ├─sda3   8:3    0   10G  0 part /
  ├─sda4   8:4    0    5G  0 part /home
  └─sda5   8:5    0    1G  0 part [SWAP]
  sr0     11:0    1  4.2G  0 rom  /run/media/admin/CentOS 7 x86_64
  
  
  # 2. 查看磁盘分区表类型
  [admin@rivers~]$ sudo parted /dev/sda print
  [sudo] admin 的密码：
  Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)   # (厂商)模块名称
  Disk /dev/sda: 42.9GB                    # 磁盘总容量
  Sector size (logical/physical): 512B/512B # 物理扇区容量
  Partition Table: gpt                     # 这里显示是gpt格式
  Disk Flags: pmbr_boot
  
  Number  Start   End     Size    File system     Name  标志
   1      1049kB  3146kB  2097kB                        bios_grub
   2      3146kB  1077MB  1074MB  xfs
   3      1077MB  11.8GB  10.7GB  xfs
   4      11.8GB  17.2GB  5369MB  xfs
   5      17.2GB  18.3GB  1074MB  linux-swap(v1)
  
  [admin@rivers~]$ 
  
  
  # 3.使用gdisk 创建分区
  
  [admin@rivers~]$ sudo  gdisk /dev/sda
  GPT fdisk (gdisk) version 0.8.6
  
  Partition table scan:
    MBR: protective
    BSD: not present
    APM: not present
    GPT: present
  
  Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
  
  Command (? for help): ?               # ? 命令帮助，想到fdisk中的m
  b       back up GPT data to a file
  c       change a partition's name
  d       delete a partition            # 删除一个分区
  i       show detailed information on a partition
  l       list known partition types
  n       add a new partition           # 增加一个分区
  o       create a new empty GUID partition table (GPT)
  p       print the partition table     #打印出分区表 (常用)
  q       quit without saving changes   # 不保存分区直接离开
  r       recovery and transformation options (experts only)
  s       sort partitions
  t       change a partition's type code
  v       verify disk
  w       write table to disk and exit     #保存分区后离开
  x       extra functionality (experts only)
  ?       print this menu
  
  
  Command (? for help): p
  Disk /dev/sda: 83886080 sectors, 40.0 GiB               # 磁盘文件名/扇区总数与总容量
  Logical sector size: 512 bytes                          # 单一扇区大小为512 bytes 
  Disk identifier (GUID): 00B9BA4D-D71C-462B-82F4-091B4C43A1D5  #磁盘的GPT标识码
  Partition table holds up to 128 entries
  First usable sector is 34, last usable sector is 83886046
  Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
  Total free space is 48230333 sectors (23.0 GiB)          # 下面为完整的分区信息
  
  Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
     1            2048            6143   2.0 MiB     EF02     # 第一个分区信息
     2            6144         2103295   1024.0 MiB  0700  
     3         2103296        23074815   10.0 GiB    0700  
     4        23074816        33560575   5.0 GiB     0700  
     5        33560576        35657727   1024.0 MiB  8200  
  
  Command (? for help): n                                 # 新增加一个
  Partition number (6-128, default 6):                    # 标识符
  First sector (34-83886046, default = 35657728) or +-sizeKMGTP: # 开始扇区
  Last sector (35657728-83886046, default = 83886046) or +-sizeKMGTP: +500M 
  Current type is 'Linux filesystem'
  Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300):  #在分区内可能的文件系统类型 8300 
  Changed type of partition to 'Linux filesystem'
  
  Command (? for help): p
  Disk /dev/sda: 83886080 sectors, 40.0 GiB
  Logical sector size: 512 bytes
  Disk identifier (GUID): 00B9BA4D-D71C-462B-82F4-091B4C43A1D5
  Partition table holds up to 128 entries
  First usable sector is 34, last usable sector is 83886046
  Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
  Total free space is 47206333 sectors (22.5 GiB)
  
  Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
     1            2048            6143   2.0 MiB     EF02  
     2            6144         2103295   1024.0 MiB  0700  
     3         2103296        23074815   10.0 GiB    0700  
     4        23074816        33560575   5.0 GiB     0700  
     5        33560576        35657727   1024.0 MiB  8200  
     6        35657728        36681727   500.0 MiB   8300  Linux filesystem
  
  
  # 8300 linux 文件系统
  # 8200 swap 文件系统
  Command (? for help): w  # 保存
  
  Final checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
  PARTITIONS!!
  
  Do you want to proceed? (Y/N): Y  # 按Y 退出
  OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sda.
  Warning: The kernel is still using the old partition table.
  The new table will be used at the next reboot.
  The operation has completed successfully.
  [admin@rivers~]$ 
  [admin@rivers~]$ lsblk
  NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
  sda      8:0    0   40G  0 disk 
  ├─sda1   8:1    0    2M  0 part 
  ├─sda2   8:2    0    1G  0 part /boot
  ├─sda3   8:3    0   10G  0 part /
  ├─sda4   8:4    0    5G  0 part /home
  └─sda5   8:5    0    1G  0 part [SWAP]
  sr0     11:0    1  4.2G  0 rom  /run/media/admin/CentOS 7 x86_64
  
  
  # 4. 更新linux 内核的分区表信息
   [admin@rivers~]$ lsblk 
  NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
  sda      8:0    0   40G  0 disk 
  ├─sda1   8:1    0    2M  0 part 
  ├─sda2   8:2    0    1G  0 part /boot
  ├─sda3   8:3    0   10G  0 part /
  ├─sda4   8:4    0    5G  0 part /home
  ├─sda5   8:5    0    1G  0 part [SWAP]
  └─sda6   8:6    0  500M  0 part 
  sr0     11:0    1  4.2G  0 rom  /run/media/admin/CentOS 7 x86_64
  [admin@rivers~]$ 
  
  
  
  # 5.格式化刚建立的分区
  [admin@rivers~]$ sudo mkfs.xfs /dev/sda6
  meta-data=/dev/sda6              isize=512    agcount=4, agsize=32000 blks
           =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
           =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
  data     =                       bsize=4096   blocks=128000, imaxpct=25
           =                       sunit=0      swidth=0 blks
  naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
  log      =internal log           bsize=4096   blocks=855, version=2
           =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
  realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
  [admin@rivers~]$ 
  
  
  # 6.查看/dev/sda6的UUID
  [admin@rivers~]$ sudo blkid|grep "/dev/sda6"
  /dev/sda6: UUID="fc584ce9-b4ff-4c54-8c2c-9ed6cf54dc1d" TYPE="xfs" PARTLABEL="Linux filesystem" PARTUUID="1aa87728-47cd-428d-b5bd-32a076c8f537" 
  [admin@rivers~]$ 
  
  
  # 7.创建挂载点，且挂载
  [admin@rivers~]$ sudo mount  UUID="fc584ce9-b4ff-4c54-8c2c-9ed6cf54dc1d" /data/test
  [admin@rivers~]$ df -h
  文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
  /dev/sda3        10G  4.6G  5.5G   46% /
  devtmpfs        1.8G     0  1.8G    0% /dev
  tmpfs           1.8G     0  1.8G    0% /dev/shm
  tmpfs           1.8G  9.1M  1.8G    1% /run
  tmpfs           1.8G     0  1.8G    0% /sys/fs/cgroup
  /dev/sda4       5.0G   37M  5.0G    1% /home
  /dev/sda2      1014M  158M  857M   16% /boot
  tmpfs           367M  4.0K  367M    1% /run/user/42
  tmpfs           367M   36K  367M    1% /run/user/1000
  /dev/sr0        4.3G  4.3G     0  100% /run/media/admin/CentOS 7 x86_64
  /dev/sda6       497M   26M  472M    6% /data/test
  [admin@rivers~]$ 
  
  # 8.删除刚建立的 6号分区，先卸载，再说删除
  [admin@rivers~]$ sudo umount /data/test/
  
  [admin@rivers~]$ sudo gdisk /dev/sda
  GPT fdisk (gdisk) version 0.8.6
  
  Partition table scan:
    MBR: protective
    BSD: not present
    APM: not present
    GPT: present
  
  Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
  
  Command (? for help): p  # 打印下以存在的分区
  Disk /dev/sda: 83886080 sectors, 40.0 GiB
  Logical sector size: 512 bytes
  Disk identifier (GUID): 00B9BA4D-D71C-462B-82F4-091B4C43A1D5
  Partition table holds up to 128 entries
  First usable sector is 34, last usable sector is 83886046
  Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
  Total free space is 47206333 sectors (22.5 GiB)
  
  Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
     1            2048            6143   2.0 MiB     EF02  
     2            6144         2103295   1024.0 MiB  0700  
     3         2103296        23074815   10.0 GiB    0700  
     4        23074816        33560575   5.0 GiB     0700  
     5        33560576        35657727   1024.0 MiB  8200  
     6        35657728        36681727   500.0 MiB   8300  Linux filesystem
  
  Command (? for help): d   # 按 d 删除分区
  Partition number (1-6): 6
  
  Command (? for help): p
  Disk /dev/sda: 83886080 sectors, 40.0 GiB
  Logical sector size: 512 bytes
  Disk identifier (GUID): 00B9BA4D-D71C-462B-82F4-091B4C43A1D5
  Partition table holds up to 128 entries
  First usable sector is 34, last usable sector is 83886046
  Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
  Total free space is 48230333 sectors (23.0 GiB)
  
  Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
     1            2048            6143   2.0 MiB     EF02  
     2            6144         2103295   1024.0 MiB  0700  
     3         2103296        23074815   10.0 GiB    0700  
     4        23074816        33560575   5.0 GiB     0700  
     5        33560576        35657727   1024.0 MiB  8200  
  
  Command (? for help): w  # 保存
  
  Final checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
  PARTITIONS!!
  
  Do you want to proceed? (Y/N): Y
  OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sda.
  Warning: The kernel is still using the old partition table.
  The new table will be used at the next reboot.
  The operation has completed successfully.
  
  
  [admin@rivers~]$ sudo lsblk
  NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
  sda      8:0    0   40G  0 disk 
  ├─sda1   8:1    0    2M  0 part 
  ├─sda2   8:2    0    1G  0 part /boot
  ├─sda3   8:3    0   10G  0 part /
  ├─sda4   8:4    0    5G  0 part /home
  └─sda5   8:5    0    1G  0 part [SWAP]
  sr0     11:0    1  4.2G  0 rom  /run/media/admin/CentOS 7 x86_64
  [admin@rivers~]$ 
  
  

2.2 parted 创建文件系统

• 使用parted 创建一个swap 分区

  # 0.检查是否有parted 工具，没有就安装一个这里我有，不需安装
  [admin@rivers~]$ which parted  
  /usr/sbin/parted
  #[admin@rivers~]$ yum -y install parted
  
  # 1. 先列出 磁盘分区表类型，及分区情况
  [admin@rivers~]$ sudo parted /dev/sda print
  Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
  Disk /dev/sda: 42.9GB
  Sector size (logical/physical): 512B/512B
  Partition Table: gpt   #2. 这里看到的是GPT类型，使用gdisk或者parted分区
  Disk Flags: pmbr_boot
  
  Number  Start   End     Size    File system     Name  标志
   1      1049kB  3146kB  2097kB                        bios_grub
   2      3146kB  1077MB  1074MB  xfs
   3      1077MB  11.8GB  10.7GB  xfs
   4      11.8GB  17.2GB  5369MB  xfs
   5      17.2GB  18.3GB  1074MB  linux-swap(v1)
   
   # 2. 将 原本gpt格式的 磁盘变为 mbr 分区表。(很危险，请勿乱用！无法恢复！)
   @ 这条命令我变了一个磁盘/sdb ，新添加的磁盘，请不要用/sda 去弄。！
   [admin@rivers~]$ sudo parted /dev/sdb mklabel msdos
   [admin@rivers~]$parted /dev/sdb print
   Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
   Disk /dev/sdb: 10.7GB
   Sector size (logical/physical): 512B/512B
   Partition Table: msdos   # 现在这里变了，变成MBR了。
   Disk Flags: 
  
  Number  Start  End  Size  Type  File system  Flags
   使用parted 分区,格式化为 vfat 类型大小为 500M
   
   
   [admin@rivers~]$ sudo parted /dev/sda mkpart primary ext4 18.3GB 18.8GB
  [sudo] admin 的密码：
  信息: You may need to update /etc/fstab.
  
  [admin@rivers~]$ sudo partprobe /dev/sda    
  
  parted  [设备名]  [命令]  [参数]
  
  # 固定以 MB 格式显示
  parted   /dev/sdb  unit  mb  print  
  
  
  # 将GPT格式的分区表，将它改变为 MBR格式 
   parted /dev/sdb mklabel msdos
   
  # 在建立一个 500M的 ext4 格式的
  parted /dev/sda mkpart primary ext4 18.3GB 18.8GB
  

2.3 创建大文件做 swap 分区

• 使用dd 命令，创建一个大文件，格式化做swap分区，并挂载

  # 1. 创建一个 大文件，块大小为1M ，共计512个块
  
  [admin@rivers~]$ dd if=/dev/zero of=/tmp/dvd bs=1M count=512
  记录了512+0 的读入
  记录了512+0 的写出
  536870912字节(537 MB)已复制，30.7426 秒，17.5 MB/秒
    
    # 2. 查看，并格式化文件
    [admin@rivers~]$ sudo ls -lih /tmp/dvd 
    16838973 -rw-rw-r--. 1 admin admin 512M 12月 29 20:09 /tmp/dvd
    
    [admin@rivers~]$ sudo mkswap /tmp/dvd 
    mkswap: /tmp/dvd: warning: wiping old swap signature.
    正在设置交换空间版本 1，大小 = 524284 KiB
    无标签，UUID=79a3af17-1c7a-4025-a596-c34782619b7a
    [admin@rivers~]$ 
    
    
    #3. 启动swap ，利用swapon 将/tmp/dvd 启动(swapoff 关闭 swap file)
    [admin@rivers~]$ sudo swapon /tmp/dvd
    
    # 4. 使用swapoff 关闭，并设置自启动
    [admin@rivers~]$ sudo swapoff /tmp/dvd 
    
    [admin@rivers~]$ tail -1 /etc/fstab 
    /tmp/dvd    swap  swap  defaults 0 0
    [admin@rivers~]$ 
  

总结

• 一个 可以被挂载的数据 通常 称为 文件系统，不是硬盘分区

• linux 传统文件系统为 ext2，该文件系统主要包含信息有:

  • 超级区块：包含inode/区块总量，使用量、剩余量，文件系统格式等信息
  • inode：文件属性，一个文件一个inode，同时记录文件数据所在区块号码
  • 数据区块：实际记录文件的内容，若文件太大，会占用多个数据区块

• ext2 文件系统的数据存取为 索引式文件系统

• 硬链接：只是多了一个文件名 对该inode 号码的连接，不能跨文件连接、不能连接目录

• 符号链接：快捷方式。

• 磁盘使用 必须经过 分区、格式化与挂载。常用命令 为 parted、gdisk、fdisk、mount、partproe等

• 启动自动挂载，可以编写/etc/fstab 文件，然后使用 mount -a测试