16.磁盘管理

物理组成

磁柱也是磁盘分割( partition ) 时的最小单位

扇区就是硬盘盘上面的最小储存物理量

这就是磁盘分割的重点：记录每一个分割区的起始与结束磁柱！！

MBR的限制：

仅提供最多四个 partition 的记忆，主分区与扩展分区的最多只能有四个的原因

文件系统
每一个 partition 就是一个 Filesystem 
逻辑区块是在 partition 进行 filesystem 的格式化时，所指定的最小储存单位 
一个 Block 最多仅能容纳一个档案，档案大小可能造成的硬盘空间浪费

ext3文件系统的优化与高级特性 
 磁盘检查 
 磁盘配额 
 自动挂载分区

-i 2048 inode 2KB 
-b 8192设置block size的大小为8kB 
-f 1024设置fragments的大小为1KB 
mkfs.ext3 –N 2939495  /dev/sdb2 
–N 2939495更改inode count。 
 注意： 
-i 最小值是1024，这个值的大小决定inode count的大小 
i=2048 Inode count:1025024 
i=1024 Inode count:2048256

保留块：为管理员保留的磁盘管理空间，默认为总数据块的5%

mkfs.ext3  -b 4096 -i 8192 -m 2  /dev/sda2 //设置保留块的数量占总数量的百分之2

Tune2fs  --调整ext2/etx3文件系统特性的工具。

-l <device>                查看文件系统信息 
-c  <count>                设置强制自检的挂载次数 
-i   <n day>               设置强制自检的间隔时间 
-m <percentage>            保留块的百分比 
-j                         将 ext2  文件系统转换成etx3格式

文件系统检查工具

fsck  :  检查文件系统数据完整性的工具 
用法一：fsck  -t  ext2  /dev/hda1 
用法二：fsck.ext2   /dev/hda1 
e2fsck   检查ext2/ext3文件系统的工具

文件系统管理（inode）

当 partition 被格式化为 ext2 或ext3 的文件系统时，他一定会有 inode table 与 block area 这两个区域。

*  文件系统管理(inode) 
– 目录：  
– 文件：

*  当 block 大小越小，而 inode 数量越多，则可利用的空间越多，但是大文件写入的效率较差；这种情况适合档案数量多，但是文件容量小的系统。

*  当 Block 大小越大，而 inode 数量越少时，大文件写入的效率较佳，但是可能浪费的硬盘空间较多；这种状况则比较适合文件容量较大的系统

Linux文件系统的运行： 
通常采取异步处理的方式 
当系统读取了某一个档案，则该档案所在的 区块数据会被加载到内存当中，所以该磁盘区块就会被放置在主存储器的缓冲快取区中，若这些区块的数据被改变时，刚开始数据仅有主存储器的区块数据会被改变，而且在缓冲区当中的区块数据会被标记为” Dirty “，这个时候磁盘实体区块尚未被修正！所以亦即” Dirty “ 表示，这些” Dirty “区块的数据必需回写到磁盘当中，以维持磁盘实体区块上的数据与主存储器中的区块数据的一致性。

查看硬盘或目录的容量

df 查看已挂载磁盘的总容量、使用容量与inode
du 查看档案使用掉的容量有多少？ 
语法： df -[ikm]  
参数说明：

-i:  使用 i-nodes 显示结果

-k:  使用 KBytes 显示结果

-m:  使用 MBytes 显示结果

说明：这是用来显示目前磁盘空间的指令！  
语法： du [-abckms] [目录名称]

参数说明：  
目录名称 可以省略，如果省略的话，表示要统计目前所在目录的档案容量  
-a   :全部的档案与目录都列出来！默认值是指列出目录的值！  
-b   :列出的值以 bytes 输出  
-c   :最后加总 total ！  
-k  : 列出的值以KB输出 
-m  :列出的值以 MB 输出  
-s   :只列出最后加总的值！

链接文件： 
Hard Link： 
使用 hard link 设定连结文件时，磁盘的空间与inode 的数目都不会改变。hard link 只是在某个目录下的 block 多写入一个关连数据，所以不会用掉inode 与磁盘空间 
* 不能跨 Filesystem；  
* 不能 link 目录。  
Symbolic Link： 
就是在建立一个独立的档案，而这个档案会让数据的读取指向他 link 的那个档案内容！由于只是利用档案来做为指向的动作，所以，当来源档被删除之后，symbolic link 的档案会开不了。Symbolic Link 的使用方面较广

*  ln 
语法：  
ln [-s] [ 来源档  ] [ 目的档]  
 参数说明：  
-s   :提供 symbolic line 的连结！  
如果不加任何参数的话，那么就属于 hard link 
ln -s /tmp/test test

分区与格式化硬盘： 
– fdisk  硬盘切割 partition 的工具  
– mke2fs 就是 Linux 底下重要的 format 格式化的工具  
–  e2label 修改硬盘的 label （表头名称）的工具！ 
– mknod  新增硬件对应文件的工具！

*  fdisk  
语法：  
[root @test /root ]# fdisk [-l] [装置名称]   
参数说明：   
 -l  ：直接列出该硬盘装置的 partition table  
范例：   
[root @test root]# fdisk /dev/hdb<==分割我的hdb 磁盘，记得后面不接数字 
 硬盘信息：通常我们需要知道这颗硬盘的信息时，直接按P
 删除扇区：如果我要删除一个以存在的扇区时，就需要：fdisk /dev/hdb先进入 fdisk 画面；  
 p：先看一下扇区的信息，假设要掉                                               ；

d：这个时候会要你选择一个partition 
w: 储存到磁盘数据表中，并离开 fdisk

新增扇区：

– n：新增一个磁区                        
 – p : 选择为primary       
– 1-4 ：primary 只允许四个
– w ：同样的储存离开！

*  mke2fs  
语法：  
[root @thiz root ]# mke2fs [-b block-size] [-i inode-size]  
[root @thiz root ]# mke2fs [-c]  
[root @thiz root ]# mke2fs [-L]  
[root @thiz root ]# mke2fs [-j]  
参数说明：  
-b   :在设定每个数据区块占用的大小，目前支持的大小有 1024,2048, 4096 三种！   
-i   :设定 inode 值！  
-c   :检查错误磁盘，会比较慢！   
-L   :规划设定这个扇区的 label （表头名称）   
 -j   :建立 ext3 这个 journaling 的档案格式

*  e2label  
语法：  
[root @test /root ]# e2label [/dev/hd...]  [label_name]

各分区的挂载： 
– mount  
[root @thiz root ]# mount [-ahlV]   
[root @thiz root ]# mount -t type /dev/hdxx  /mountpoint  
[root @thiz root ]# mount -o [options]  
[root @thiz root ]# umount /mountpoint  
参数说明：  
– -a   :依照 /etc/fstab 的内容将所有相关的磁盘都挂上来！  
– -h   :只列出 mount 相关的参数，并不挂载任何装置  
– -l   :列出目前已经挂载的装置、档案系统名称与挂载点！  
– -V   :列出 mount 的版本信息  
– type :将后面 /dev/hdxx 这个装置以 type 的档案格式挂载到 /mountpoint 这个点，  
常见的 type 有底下几个：  
vfat, msdos        :这个是支持 Windows 系统的档案格式，尤其是 vfat 常用！  
ext, ext2           :这个就是 Linux 的主要档案格式！  
iso9660           :光驱的档案格式  
nfs, ntfs, ufs        :Windows 2000  使用 NTFS 格式！

-o :                                 
w　　　：让 mount 的扇区为可擦写  
suid 　　：允许该扇区可以设定档案为 SUID 的状态！  
exec 　　：允许该扇区可以执行 binary 的档案！  
auto 　　：允许该扇区可以使用 mount -a 的参数设定！  
async　：允许扇区可以进行异步记录（内存与硬盘不同步！最常用！）  
defaults：同时具有 rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async 这些功能的设定值！  
nosuid　：不许该扇区具有 SUID 的档案属性！  
ro　　　：设定为只读属性！  
remount ：让系统本来挂载的扇区重新被挂载！

*  umount  
语法：  
 [root @thiz root]# umount [-f]  [device|mount_point]  
 参数说明：  
-f  ：强制将该档案系统退出，最常使用在无法退出的 NFS 档案系统中了！  
开机挂起:vim /etc/fstab
1、分区或标头（卷标）：就是分区
2、挂载的目录点：就是 mount 的挂载点！  
3、该扇区的档案格式：目前 Linux 大都使用ext2, ext3, reiserfs 等等的，　 
4、档案格式参数区： 
5、是否可以被 dump 指令备份
6、检验扇区：这个数字在用来以 fsck 检验扇区用的！需要设定为1 不需要设定为0                                          0

虚拟内存 Swap： 
– 设定一个 swap partition  
– 建立一个虚拟内存的文件 
建立虚拟内存的分区 ： 
第一种正规的方法是:直接再加一块硬盘，并且将其中某个扇区规划为swap                          的文件系统 
1、使用fdisk 建立一个swap分区 
注：t, 82是 swap 分区格式的代号 
2、以mkswap  可格式化新建的swap分区 
#mkswap /dev/hdb3 
3、将swap启动  swapon  +  设备名swapon /dev/hdb3 
4、关掉swap ： swapoff

建立虚拟内存档案 ： 
1  dd 指令来建立 swapfile            
2、以 mkswap 来将 swapfile 格式化为 swap 的档案格式；  
3、以 swapon 来启动该档案，使成为 swap ；  
4、以 swapoff 来关闭该档案 
dd if=/dev/zero of=/tmp/swap bs=4k count=16382 
dd这个指令是用来转换档案并且copy用的 
if指的是要被转换的输入档案格式 /dev/zero可以由man zero来查看内容 
of指的是输出的档案，我们将之输出到/tmp/swap这个档案 
bs指的是一个扇区占用几个kb; 
count指的是要使用多少个bs,所以最后的容量为bs*count = 4k  
2. 以mkswap 来将swapfile格式化为swap的档案格式 
3。以swapon来启动该档案，使之成为swap, 执行完后可以用free查看。 
dev/zero 文件代表一个永远输出0的设备文件，使用它作输入可以得到全为空的文件。 
/dev/null，外号叫无底洞，你可以向它输出任何数据

DMA的英文拼写是“Direct Memory Access”，就是直接内存访问，是一种不经过CPU而直接从内存存取数据的数据交换模式。PIO模式下硬盘和内存之间的数据传输是由CPU来控制的；而在DMA模式下，CPU只须向DMA控制器下达指令，让DMA控制器来处理数的传送，数据传送完毕再把信息反馈给CPU，这样就很大程度上减轻了CPU资源占有率。

磁盘效能： 
hdparm  
语法：  
[root @test /root ]# hdparm [-cdmXTt] [装置名称]   
参数说明：

[root @test /root]# hdparm -Tt /dev/hda   <== 测试 hda 这颗硬盘的 cache 与实际效能  
 [root @test /root]# hdparm -d0 /dev/hda<==  闭 DMA 模式！  
[root @test /root]# hdparm -d1 -c3 -X66 /dev/hda<==开启 DMA 模式在 DMA 66 ，并且