Linux——系统磁盘管理与文件系统
Linux磁盘管理与文件系统
- 磁盘基础
- 磁盘结构
- MBR与磁盘分区表示
- 文件系统
- 文件系统类型
- 检测并确认新硬盘
- 创建文件系统
- 挂载、卸载文件系统
- 设置文件系统的自动挂载
- 查看磁盘使用情况
- 磁盘分区实验
- 磁盘配额概述
- 启用磁盘配额支持
- 磁盘配额管理
- 磁盘配额实验
- 磁盘配额概述
- 启用磁盘配额支持
- 磁盘配额管理
- 磁盘配额实验
磁盘基础
磁盘结构
硬盘的物理结构
盘片：硬盘有多个盘片，每盘片有2面
磁头：每面一个磁头
硬盘的数据结构
扇区:盘片被分为多个扇形区域，每个扇区存放512字节的数据
磁道：同一盘片不同半径的同心圆
柱面：不同盘片相同半径构成的圆柱面
1、硬盘存储容量=磁头数x磁道（柱面）数 x 每道扇区数 x 每扇区字计数
2、可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域
3、磁盘接口类型
IDE、SATA、SCSI、SAS、光纤通道
MBR与磁盘分区表示
主引导记录（MBR:Master Boot Record）
MBR位于硬盘第一个物理扇区处
MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表
分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16个字节
Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件
/dev/hda5
（IDE设备）（第一块硬盘）（分区号）
1、硬盘中的主分区数目只有4个
2、分区的类型分为主分区和扩展分区，分区时至少要有一个主分区，主分区和扩展分区的序号限制在1~4
3、扩展分区不能直接用，要创建逻辑分区，逻辑分区是的序号从5开始排的，5是第一个逻辑分区，6是第二个逻辑分区
文件系统
文件系统类型
XFS文件系统
1、存放文件和目录数据的分区
2、高性能的日志型文件系统
3、CentOS 7系统中默认使用的文件系统
SWAP，交换文件系统
为Linux系统建立交换分区
Linux支持的其他文件系统类型
FAT16、FAT32、NTFS
EXT4、JFS…
检测并确认新硬盘
fdisk命令（<2TB）
查看磁盘分区
fdisk -l [磁盘设备]
管理磁盘分区
fdisk [磁盘设备]
若磁盘大于2TB，可用parted/dev/sdb进行分区，我们都知道MBR分区磁盘是不能大于2TB，所以超过2TB需要使用GPT分区模式
我们现在超级用户模式下用fdisk -l命令查看挂载的硬盘设备，假设设备号为/dev/sdb，接下来我们使用parted命令来进行GPT分区：
1.yum install pated -y
parted /dev/sdb
GUN Parted 1.8.1
Using /dev/sdb
Welcome to GUN Parted! Type ‘help’to view a list of commands.
2、将MBR磁盘分区格式调整为GPT
（parted）mklabel gpt
3、划分所有空间到一个分区
（parted）mkpart primary 0-1
这一步也可以这样设置：
unit TB （设置单位为TB）
mkpart primary 0 3 （设置为一个主分区，大小为3TB，开始是0，结束是3）
4、显示设置的分区大小
（parted）print
5、退出parted程序
（parted）quit
6、用parted将分区做好后，进行格式化操作，完成后即可挂载使用
mkfs.ext4 -F /dev/sdbl
7、最后加入 /etc/fstab自动挂载
vi /etc/fstab
/dev/sdbl /data ext4 defaults 0 0
交互模式中的常用指令
创建文件系统
mkfs命令
Make Filesystem，创建文件系统（格式化）
mkfs -t 文件系统类型 分区设备
格式化硬盘分区
mkfs -t ext4/xfs /dev/sdx1
mkfs . ext4/xfs /dev/sdx1
mkswap命令
make swap，创建交换文件系统
mkswap 分区设备
挂载、卸载文件系统
mount命令
挂载文件系统、ISO镜像到指定文件夹
mount [-t 类型] 存储设备 挂载点目录
mount [-o loop] ISO 镜像文件 挂载点目录
umount 命令
卸载已挂载的文件系统
umount 存储设备位置
umount 挂载点目录
设置文件系统的自动挂载
/etc/fstab配置文件
包含需要开机后自动挂载的文件系统记录
/dev/sdb1 /mailbox xfs defaults 0 0
（分区） （挂载点）（文件系统类型）
查看磁盘使用情况
df命令
df [选项][文件]
df-hT
T：类型 h：人性化（带单位）
磁盘分区实验
fdisk -l检测新硬盘
fdisk /dev/sdb管理磁盘分区
:n新建分区
:p列出分区
:t改变分区类型
:83
:wq
mkfs -t ext4 /dev/sdb格式化
mkdir /data创建挂载点
mount /dev/adb /data
df -Th
vi /etc/fstab
/dev/sdb /data ext4 defaults 0 0（永久挂载）
mount -a（重新挂载列表）@[TOC](服务器硬件与RAID配置实战)# RAID磁盘阵列介绍
1、是Redundant Array of Independent Disks的缩写，中文简称为独立冗余磁盘阵列
2、把多块独立的物理硬盘按不同的方式组合起来形成一个磁盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术
3、组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别（RAID Levels）
常用的RAID级别
RAID0,RAID1,RAID5,RAID6,RAID1+0等
## RAID 0 磁盘阵列介绍
RAID 0
1、RAID 0连续以位或字节位单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余
2、RAID 0只是单纯地提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据
3、RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合
## RAID 1 磁盘阵列介绍
RAID 1（2块）
1、通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据
2、当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能
3、RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不是重组失效的数据
## RAID 5磁盘阵列介绍
RAID 5
1、N（N>=3）块盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有1份校验数据，共N份数据在N块盘上循环均衡存储
2、N块盘同时读写，读性能很高，但由于有校验机制的问题，写性能相对不高
3、（N-1）/N磁盘利用率
4、可靠性高，允许坏1块盘，不影响所有数据
## RAID 6磁盘阵列介绍
RAID 6
N（N>=4）块盘组成阵列，（N-2）/N磁盘利用率
与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块
两个独立的奇偶系统使用不同的算法，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用
相对于RAID 5有更大的“写损失”，因此写性能较差## RAID 1+0磁盘阵列介绍
RAID 1+0
N（偶数，N>=4）块盘两两镜像后，再组合成一个RAID 0
N/2磁盘利用率
N/2块盘同时读写，N块盘同时读取
性能高，可靠性高
## 磁盘阵列实验
```javascript
1、找进程号：fuser /data
（进程号）
2、杀死进程：kill -9（进程号）
3、卸载：umount /data
查raid：mdama -Dsv
4、创建raid5：mdadm -C md0 -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sd/[b-e]
查raid状态信息：mdadm -D /dev/mad/md0
5、生成raid配置文件：madadm -Dsv > /etc/mdadm.conf
格式化：mkfs.ext4 /dev/md/md0
6、创建挂载点：mkdir -pv/data
7、永久挂载RAID
（1）获得该RAID的UUID
mdadm --detail /dev/md/md0 | grep -i uuid
（2）开始设置mdadm.conf
vim /etc/mdadm.conf
ARRAY /dev/md0 UUID=.......
（3）获取测试信息
blkid /dev/md0（此uuid是全局uuid，用来唯一的代表这个设备）
（4）设置开机自启动
vi /etc/fstab
UUID=......./data ext4 defaults 0 0
（5）让/etc/fstab配置生效
mount -a
（6）测试
df -Th@[TOC](LVM与磁盘额)
# LVM概述
## Logical Volume Manger，逻辑卷管理
**1、动态调整整磁盘容量，从而提高磁盘管理的灵活性
2、/boot分区用于存放引导文件，不能基于LVM创建
3、图形界面管理工具
==system-config-lvm==**
## LVM机制的基本概念
**PV（物理卷）** 对象：磁盘分区、整块磁盘
**VG（卷组）**
**LV（逻辑卷）**
## LVM的管理命令
**主要命令**
**逻辑卷创建过程**
1、准备两块以上硬盘连接到主机上
2、重启系统检测识别这几块硬盘fdisk -l
3、管理硬盘并给这些硬盘分区并保存fdisk /dev/sdb、fdisk /dev/sdc(-t成8e)
4、格式化各硬盘分区mkfs -t ext4 /dev/sdb1、mkfs -t ext4 /dev/sdc1
5、挂载使用mount /dev/sdb1/b1、mount /dev/sdc1 /c1 -->df -Th检测效果
6、创建物理卷pvcreate /dev/sdb1 /dev /sdc1
7、将多块物理卷组合成一个卷组vgcreate 1vm /dev/sdb1 /dev/sdc1
8、将卷组分割成若干逻辑卷lvcreate -L 50G -n xin（lvm名称）lvm（卷组名称）
### 创建逻辑卷实验
```javascript
实验环境：网虚拟机里加入三块磁盘
fdisk /dev/sdb
n
p
t（选8e）
pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1
pvdisplay
vgcreate lvm /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1
vgdispay
lvcreate -L 50G -n aaa lvm
lvdisplay
lvextend -L +5G /dev/lvm/aaa
lvreduce -L -5G /dev/lvm/aaa
格式化 mkfs.xfs /dev/lvm/aaa
临时挂载 mount /dev/lvm/aaa /data
df -Th
磁盘配额概述
实现磁盘配额的条件
需要Linux内核支持
安装xfsprogs与quota软件包
Linux磁盘限额的特点
作用范围：针对指定的文件系统（分区）
限制对象：用户账号、组账号
限制类型：磁盘容量、文件数量
限制方法：软限制（出现报错，可以继续传）、硬限制（出现报错，无法继续）
1、以支持配额功能的方式挂载文件系统
2、编辑用户和组账号的配额设置
3、验证磁盘配额功能
4、查看磁盘配额使用功能
启用磁盘配额支持
启用文件系统的配额支持
添加usrquota、grpquota挂载参数
磁盘配额管理
编辑用户和组账号的配额设置
使用xfs_quota命令编辑配额设置
xfs_quota -x -c ‘limit -u bsoft=N bhard=N isoft=N ihard=N 用户名’挂载点
-g ‘ 组名称 ’挂载点
（专家模式）（指定要跟的命令）（限制）（用户）（磁盘配额软限制）（…硬限制）（文件数软限制）（…硬限制）
常用选项
-u -g -c -x
限制字段
bsoft bhard isoft ihard
验证磁盘配额功能
切换到设置配额的分区（挂载目录）
创建指定数量的文件：使用touch命令，或cp命令
创建指定容量的文件：使用dd命令，或磁盘命令
查看配额使用情况
xfs_quato -x -c ‘report 选项 ’ 挂载点
report常用选项
-a 、-i、-b、-u、-g
磁盘配额实验
mkdir /data
1、带usrquota,grpquota参数的挂载：
mount -o usrquota,grpquota /dev/lvm/aaa /data
mount一下（查看是否挂载上）
2、写入权限：
chomd 777 /data
useradd zhangsan（添加用户）
passwd zhangsan
groupadd ky07
user -g ky07 liming（组用户）
passwd liming
id liming
3、xfs-quota限制用户的文件大小，文件个数
xfs_quota -x -c 'limit -u bsoft=80M bhard=100M isoft=3 ihard=4 zhangsan' /data
验证：切换到zhangsan登录
cd /data
dd if=/dev/zero of=/data/file1 bs=101M count=1
dd if=/dev/zero of=/data/file1 bs=80M count=1
查询用户磁盘限额
回去看报告：xfs_quota -c 'quota -u zhangsan' /data
4、限制组的文件大小个数
xfs_quota -x -c 'limit -g bsoft=100M bhand=120M isoft=3 ihard=4 ky07' /data
dd if=/dev/zero of=/data/file2 bs=121M count=1 @[TOC](LVM与磁盘额)
# LVM概述
## Logical Volume Manger，逻辑卷管理
**1、动态调整整磁盘容量，从而提高磁盘管理的灵活性
2、/boot分区用于存放引导文件，不能基于LVM创建
3、图形界面管理工具
==system-config-lvm==**
## LVM机制的基本概念
**PV（物理卷）** 对象：磁盘分区、整块磁盘
**VG（卷组）**
**LV（逻辑卷）**
## LVM的管理命令
**主要命令**
**逻辑卷创建过程**
1、准备两块以上硬盘连接到主机上
2、重启系统检测识别这几块硬盘fdisk -l
3、管理硬盘并给这些硬盘分区并保存fdisk /dev/sdb、fdisk /dev/sdc(-t成8e)
4、格式化各硬盘分区mkfs -t ext4 /dev/sdb1、mkfs -t ext4 /dev/sdc1
5、挂载使用mount /dev/sdb1/b1、mount /dev/sdc1 /c1 -->df -Th检测效果
6、创建物理卷pvcreate /dev/sdb1 /dev /sdc1
7、将多块物理卷组合成一个卷组vgcreate 1vm /dev/sdb1 /dev/sdc1
8、将卷组分割成若干逻辑卷lvcreate -L 50G -n xin（lvm名称）lvm（卷组名称）
### 创建逻辑卷实验
```javascript
实验环境：网虚拟机里加入三块磁盘
fdisk /dev/sdb
n
p
t（选8e）
pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1
pvdisplay
vgcreate lvm /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1
vgdispay
lvcreate -L 50G -n aaa lvm
lvdisplay
lvextend -L +5G /dev/lvm/aaa
lvreduce -L -5G /dev/lvm/aaa
格式化 mkfs.xfs /dev/lvm/aaa
临时挂载 mount /dev/lvm/aaa /data
df -Th
磁盘配额概述
实现磁盘配额的条件
需要Linux内核支持
安装xfsprogs与quota软件包
Linux磁盘限额的特点
作用范围：针对指定的文件系统（分区）
限制对象：用户账号、组账号
限制类型：磁盘容量、文件数量
限制方法：软限制（出现报错，可以继续传）、硬限制（出现报错，无法继续）
1、以支持配额功能的方式挂载文件系统
2、编辑用户和组账号的配额设置
3、验证磁盘配额功能
4、查看磁盘配额使用功能
启用磁盘配额支持
启用文件系统的配额支持
添加usrquota、grpquota挂载参数
磁盘配额管理
编辑用户和组账号的配额设置
使用xfs_quota命令编辑配额设置
xfs_quota -x -c ‘limit -u bsoft=N bhard=N isoft=N ihard=N 用户名’挂载点
-g ‘ 组名称 ’挂载点
（专家模式）（指定要跟的命令）（限制）（用户）（磁盘配额软限制）（…硬限制）（文件数软限制）（…硬限制）
常用选项
-u -g -c -x
限制字段
bsoft bhard isoft ihard
验证磁盘配额功能
切换到设置配额的分区（挂载目录）
创建指定数量的文件：使用touch命令，或cp命令
创建指定容量的文件：使用dd命令，或磁盘命令
查看配额使用情况
xfs_quato -x -c ‘report 选项 ’ 挂载点
report常用选项
-a 、-i、-b、-u、-g
磁盘配额实验
mkdir /data
1、带usrquota,grpquota参数的挂载：
mount -o usrquota,grpquota /dev/lvm/aaa /data
mount一下（查看是否挂载上）
2、写入权限：
chomd 777 /data
useradd zhangsan（添加用户）
passwd zhangsan
groupadd ky07
user -g ky07 liming（组用户）
passwd liming
id liming
3、xfs-quota限制用户的文件大小，文件个数
xfs_quota -x -c 'limit -u bsoft=80M bhard=100M isoft=3 ihard=4 zhangsan' /data
验证：切换到zhangsan登录
cd /data
dd if=/dev/zero of=/data/file1 bs=101M count=1
dd if=/dev/zero of=/data/file1 bs=80M count=1
查询用户磁盘限额
回去看报告：xfs_quota -c 'quota -u zhangsan' /data
4、限制组的文件大小个数
xfs_quota -x -c 'limit -g bsoft=100M bhand=120M isoft=3 ihard=4 ky07' /data
dd if=/dev/zero of=/data/file2 bs=121M count=1
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