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linux磁盤及檔案系統

2021-12-31 08:21:18 其他

文章目錄

  • 一、linux 檔案系統及磁盤磁區
    • 1.1 磁盤簡介
    • 1.2 linux 磁盤與檔案系統簡介
    • 1.3 mount 掛載
    • 二、案例演示
    • 2.1 gdisk 給磁盤磁區
    • 2.2 parted 創建檔案系統
    • 2.3 創建大檔案做 swap 磁區
  • 總結

一、linux 檔案系統及磁盤磁區

1.1 磁盤簡介

  • 硬碟是計算機主要存盤媒介之一，由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成，碟片外覆寫有鐵磁性材料，硬碟內部由磁道、柱面、扇區、磁頭等部件組成

  • Linux系統中硬體設備相關組態檔存放在/dev/下，常見硬碟命名：/dev/hda、/dev/sda、/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/vda，不同硬碟介面，在系統中識別的設備名稱不一樣，

  • IDE硬碟介面在Linux中設備名為/dev/hda，SAS、SCSI、SATA硬碟介面在Linux中設備名為sda，高效云盤硬碟介面會識別為/dev/vda等，

  • 檔案儲存在硬碟上，硬碟的最小存盤單位叫做Sector（扇區），每個Sector儲存512位元組，作業系統在讀取硬碟的時候，不會逐個Sector的去讀取，這樣效率非常低，為了提升讀取效率，作業系統會一次性連續讀取多個Sector，即一次性讀取多個Sector稱為一個Block（塊，

  • 由多個Sector組成的Block是檔案存取的最小單位，Block的大小常見的有1KB、2KB、4KB，Block在Linux中常設定為4KB，即連續八個Sector組成一個Block，

  • /boot磁區Block一般為1KB，而/data/磁區或者/磁區的Block為4K

  • linux 系統查看磁區的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 磁盤與檔案系統簡介

  • 在這里插入圖片描述

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1.3 mount 掛載

  • Mount命令工具主要用于將設備或者磁區掛載至Linux系統目錄下，Linux系統在磁區時，也是基于mount機制將/dev/sda磁區掛載至系統目錄，將設備與目錄掛載之后，Linux作業系統方可進行檔案的存盤，

    mount [-Vh]
	mount -a [-fFnrsvw] [-t vfstype]
	mount [-fnrsvw] [-o options [,...]] device | dir
	mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir
	-V：			                顯示mount工具版本號；
	-l：			                    顯示已加載的檔案系統串列；
	-h：			                    顯示幫助資訊并退出；
	-v：			                    輸出指令執行的詳細資訊；
	-n：			                    加載沒有寫入檔案/etc/mtab中的檔案系統；
	-r：			                    將檔案系統加載為只讀模式； 
	-a：			                    加載檔案/etc/fstab中配置的所有檔案系統；
	-o:				                指定mount掛載擴展引數，常見擴展指令：rw、remount、loop等，其中-o相關指令如下：
	-o atime：						系統會在每次讀取檔案時更新檔案時間；
	-o noatime：						系統會在每次讀取檔案時不更新檔案時間；
	-o defaults:						使用預設的選項 rw,suid,dev,exec,auto,nouser等；
	-o exec                         允許執行檔被執行；
	-o user、-o nouser：				使用者可以執行 mount/umount的動作；
	-o remount：						將已掛載的系統磁區重新以其他再次模式掛載；
	-o ro：							只讀模式掛載；
	-o rw：							可讀可寫模式掛載；
	-o loop                          使用loop模式，把檔案當成設備掛載至系統目錄，
	-t：			                    指定mount掛載設備型別，常見型別nfs、ntfs-3g、vfat、iso9660等，其中-t相關指令如下：
	iso9660                         光碟或光碟鏡像；
	msdos 	                        Fat16檔案系統；
	vfat  	                        Fat32檔案系統；
	ntfs	                            NTFS檔案系統；
	ntfs-3g                          識別移動硬碟格式；
	smbfs 	                        掛載Windows檔案網路共享；
	nfs		                        Unix/Linux檔案網路共享，

  • MOUNT 常用案例

    mount  	/dev/sdb1    		/data 				掛載/dev/sdb1磁區至/data/目錄
mount 	/dev/cdrom   		/mnt 			掛載Cdrom光碟至/mnt目錄；
mount 	-t ntfs-3g   		   /dev/sdc  	/data1	掛載/dev/sdc移動硬碟至/data1目錄；
mount   -o remount,rw    	/ 		  			重新以讀寫模式掛載/系統；
mount 	-t  iso9660  -o loop  centos7.iso /mnt	將centos7.iso鏡像檔案掛載至/mnt目錄；
mount   -t fat32   /dev/sdd1            /mnt    將U盤/dev/sdd1掛載至/mnt/目錄；
mount   -t nfs 192.168.10.11:/data/    	/mnt	    將遠程192.168.10.11:/data目錄掛載至本地/mnt目錄，

二、案例演示

2.1 gdisk 給磁盤磁區

  • 使用 gdisk 創建一個 500M 的 xfs 檔案系統，并將它掛載到 /data/test目錄下

    # 1.列出所有磁盤
[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. 查看磁盤磁區表型別
[admin@rivers~]$ sudo parted /dev/sda print
[sudo] admin 的密碼：
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)   # (廠商)模塊名稱
Disk /dev/sda: 42.9GB                    # 磁盤總容量
Sector size (logical/physical): 512B/512B # 物理扇區容量
Partition Table: gpt                     # 這里顯示是gpt格式
Disk Flags: pmbr_boot

Number  Start   End     Size    File system     Name  標志
 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 創建磁區

[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): ?               # ? 命令幫助，想到fdisk中的m
b       back up GPT data to a file
c       change a partition's name
d       delete a partition            # 洗掉一個磁區
i       show detailed information on a partition
l       list known partition types
n       add a new partition           # 增加一個磁區
o       create a new empty GUID partition table (GPT)
p       print the partition table     #列印出磁區表 (常用)
q       quit without saving changes   # 不保存磁區直接離開
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     #保存磁區后離開
x       extra functionality (experts only)
?       print this menu


Command (? for help): p
Disk /dev/sda: 83886080 sectors, 40.0 GiB               # 磁盤檔案名/扇區總數與總容量
Logical sector size: 512 bytes                          # 單一扇區大小為512 bytes 
Disk identifier (GUID): 00B9BA4D-D71C-462B-82F4-091B4C43A1D5  #磁盤的GPT標識碼
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)          # 下面為完整的磁區資訊

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048            6143   2.0 MiB     EF02     # 第一個磁區資訊
   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                                 # 新增加一個
Partition number (6-128, default 6):                    # 識別符號
First sector (34-83886046, default = 35657728) or {+-}size{KMGTP}: # 開始扇區
Last sector (35657728-83886046, default = 83886046) or {+-}size{KMGTP}: +500M 
Current type is 'Linux filesystem'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300):  #在磁區內可能的檔案系統型別 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 檔案系統
# 8200 swap 檔案系統
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 內核的磁區表資訊
 [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.格式化剛建立的磁區
[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.創建掛載點，且掛載
[admin@rivers~]$ sudo mount  UUID="fc584ce9-b4ff-4c54-8c2c-9ed6cf54dc1d" /data/test
[admin@rivers~]$ df -h
檔案系統        容量  已用  可用 已用% 掛載點
/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.洗掉剛建立的 6號磁區，先卸載，再說洗掉
[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  # 列印下以存在的磁區
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 洗掉磁區
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 創建檔案系統

  • 使用parted 創建一個swap 磁區

    # 0.檢查是否有parted 工具，沒有就安裝一個這里我有，不需安裝
[admin@rivers~]$ which parted  
/usr/sbin/parted
#[admin@rivers~]$ yum -y install parted

# 1. 先列出 磁盤磁區表型別，及磁區情況
[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. 這里看到的是GPT型別，使用gdisk或者parted磁區
Disk Flags: pmbr_boot

Number  Start   End     Size    File system     Name  標志
 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. 將 原本gpt格式的 磁盤變為 mbr 磁區表，(很危險，請勿亂用！無法恢復！)
 @ 這條命令我變了一個磁盤/sdb ，新添加的磁盤，請不要用/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   # 現在這里變了，變成MBR了，
 Disk Flags: 

Number  Start  End  Size  Type  File system  Flags
 使用parted 磁區,格式化為 vfat 型別大小為 500M
 
 
 [admin@rivers~]$ sudo parted /dev/sda mkpart primary ext4 18.3GB 18.8GB
[sudo] admin 的密碼：
資訊: You may need to update /etc/fstab.

[admin@rivers~]$ sudo partprobe /dev/sda    

parted  [設備名]  [命令]  [引數]

# 固定以 MB 格式顯示
parted   /dev/sdb  unit  mb  print  


# 將GPT格式的磁區表，將它改變為 MBR格式 
 parted /dev/sdb mklabel msdos
 
# 在建立一個 500M的 ext4 格式的
parted /dev/sda mkpart primary ext4 18.3GB 18.8GB

2.3 創建大檔案做 swap 磁區

  • 使用dd 命令，創建一個大檔案，格式化做swap磁區，并掛載

    # 1. 創建一個 大檔案，塊大小為1M ，共計512個塊

[admin@rivers~]$ dd if=/dev/zero of=/tmp/dvd bs=1M count=512
記錄了512+0 的讀入
記錄了512+0 的寫出
536870912位元組(537 MB)已復制，30.7426 秒，17.5 MB/秒
  
  # 2. 查看，并格式化檔案
  [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.
  正在設定交換空間版本 1，大小 = 524284 KiB
  無標簽，UUID=79a3af17-1c7a-4025-a596-c34782619b7a
  [admin@rivers~]$ 
  
  
  #3. 啟動swap ，利用swapon 將/tmp/dvd 啟動(swapoff 關閉 swap file)
  [admin@rivers~]$ sudo swapon /tmp/dvd
  
  # 4. 使用swapoff 關閉，并設定自啟動
  [admin@rivers~]$ sudo swapoff /tmp/dvd 
  
  [admin@rivers~]$ tail -1 /etc/fstab 
  /tmp/dvd    swap  swap  defaults 0 0
  [admin@rivers~]$

總結

  • 一個 可以被掛載的資料 通常 稱為 檔案系統，不是硬碟磁區

  • linux 傳統檔案系統為 ext2，該檔案系統主要包含資訊有:

    • 超級區塊：包含inode/區塊總量，使用量、剩余量，檔案系統格式等資訊
    • inode：檔案屬性，一個檔案一個inode，同時記錄檔案資料所在區塊號碼
    • 資料區塊：實際記錄檔案的內容，若檔案太大，會占用多個資料區塊

  • ext2 檔案系統的資料存取為 索引式檔案系統

  • 硬鏈接：只是多了一個檔案名 對該inode 號碼的連接，不能跨檔案連接、不能連接目錄

  • 符號鏈接：快捷方式，

  • 磁盤使用 必須經過 磁區、格式化與掛載，常用命令 為 parted、gdisk、fdisk、mount、partproe等

  • 啟動自動掛載，可以撰寫/etc/fstab 檔案，然后使用 mount -a測驗

    在這里插入圖片描述

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