磁盘存储和文件系统 概述

Posted 2021-11-24

磁盘存储和文件系统 概述

• 设备文件

  1. 磁盘设备的设备文件命名： /dev/DEV_FILE
  2. SCSI,SAS,IDE,USB:/dev/sd
  3. 虚拟磁盘：/dev/vd、/dev/xvd
  4. 硬盘存储术语：head 磁头 、track 磁道、cylinder 柱面、sector 扇区，512bytes

• CHS 和 LBA

  CHS

  1. 采用24bit位寻址
  2. 其中前十位表示cylinder，中间8位表示head，后面6位表示sector
  3. 最大寻址空间8G
     LBA
  4. LBA是一个整数，通过转换化成chs格式完成磁盘具体寻址
  5. 由于chs寻址方式的寻址空间在大概8G以内，所以在磁盘容量小于大概8G时，可以使用chs寻址方式或是lba寻址方式；在磁盘容量大于8G时，则只能使用lba寻址方式

• 分区

  分区可以优化I/O性能，实现磁盘空间配额限制，提高修复速度，隔离系统和程序，安装多个os，采用不同文件系统。
  两种分区方式： MBR，GPT

  1. MBR：按柱面分区，使用32位表示扇区数，分区不超过2T
     MBR分区中一块硬盘最多有四个主分区，也可以3主分区+1扩展（N个逻辑分区）
     MBR分区结构：硬盘主引导记录MBR由主引导程序、出错信息数据区、分区表、结束标志字四个部分组成。
  2. GPT：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。

• 管理分区

  • lsdik：列出块设备
  • fdisk：创建MBR分区
  • gdisk：创建GPT分区
  • parted：高级分区操作
  • partprobe：重新设置内存中的内核分区表版本
    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：不保存直接退出
• 同步分区表
  cat /proc/partations 查看内核是否已经识别新的分区

文件系统

类型：

• Linux文件系统：
  • ext2：适用于分区容量不大，更新不频繁的情况，例如/boot分区
  • ext3：ext2的改进版，支持日志功能。
  • ext4：ext系统的最新版，支持纳秒级时间戳、创建和使用巨型文件、最大1E的文件系统。
  • 光盘：iso9660
  • windows：FAT32,exFAT,NTFS
  • UNIX:FFS(fast)，UFS(unix)，JSS2
  • 网络文件系统：NFS,CIFS
  • 集群文件系统：GFS2,OCFS2(oracle)
  • 分布式文件系统：fastdfs,ceph,moonsefs,mogilefs,lustre
  • RAW:未经处理或者未经格式化产生的文件系统

    创建文件系统

    mkfs：

    1. mkfs.FS_TYPE[ext4|xfs|btrfs|vfat] /dev/DEVICE
    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} 指定文件系统类型
  • -b {1024|2048|4096} 指定块大小
  • -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
• tune2fs :重新设定ext系列文件系统可调整参数的值
  -l：查看指定文件系统的超级块信息；super block
  -L ‘LABEL‘ 修改卷标
  -m # 修改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
• 文件系统检测和修复
  fsck：
  fsck.FS_TYPE
  -p 自动修复错误
  -r 交互式修复错误
  FS_TYPE 一定要与分区上的文件类型相同

• e2fsck：ext系列文件专用的修复工具
  -y 自动回答为yes
  -f 强制修复

• 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，进而使得此目录作为其他文件访问入口的行为，叫做挂载。 卸载则是解除此关联关系的过程。
  mount point ：把设备关联挂载点
  umount point： 卸载
  挂载成功后，挂载点下原有文件在挂载完成后会被隐藏，所以挂载点目录一般为空。卸载时，可以用设备，也可以使用挂载点。

  • 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，mount不可见
    -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
    cat /proc/mounts 查看内核追踪到的已挂载的所有设备