linux系统磁盘管理

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• linux系统磁盘管理
• 1磁盘的概念
  • 1.1 磁盘的分类
  • 1.2linux中的磁盘命名方式
• 2磁盘容量检查
• 3磁盘的分区
  • 3.1 fdisk分区
  • 3.2gdisk分区
• 4磁盘格式化
• 5磁盘挂载
  • 5.1 永久挂载磁盘
  • 5.2卸载挂载磁盘
• 6交换分区
  • 6.1 创建swapfile
  • 6.2 格式化swap分区
  • 6.3 检测当前swap分区情况
  • 6.4 开启新建的swap分区
  • 6.5 关闭新建的swap分区
  • 6.6 创建swap分区并持久化使用
• 7生产磁盘故障案例

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linux系统磁盘管理

1磁盘的概念

1.1 磁盘的分类

磁盘分为固态硬盘，机械硬盘和服务器硬盘

1.2linux中的磁盘命名方式

Linux中磁盘的命名方式与磁盘的接口有关，规则如下：

• 传统IDE接口硬盘：/dev/hd[a-z]
• SCISI接口硬盘：/dev/sd[a-z]
• 虚拟化硬盘：/dev/vd[a-z]

在设备名称的定义规则如下, 其他的分区可以以此类推
系统的第一块SCSI接口的硬盘名称为/dev/sda
系统的第二块SCSI接口的硬盘名称为/dev/sdb
系统中分区由数字编号表示, 1-4留给主分区使用和扩展分区, 逻辑分区从5开始

//第一块磁盘
/dev/sda
//第一块磁盘的第一个分区
/dev/sda1
//第二块磁盘的第一个分区
/dev/sdb1
//第一块硬盘的第一个逻辑分区
/dev/sda5

2磁盘容量检查

使用df命令查看磁盘容量，不加参数以k为单位

df -i   //查看inode使用情况
df -h   //以G或者T或者M人性化方式显示
df -T   //查看文件类型

//使用df命令查看磁盘，下面分别介绍每列什么含义
[root@localhost ~]# df -h
//设备名称      //磁盘大小 已用大小  可用大小 使用百分比  挂载点
Filesystem             Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/rhel-root   17G   12G  5.6G  68% /
devtmpfs               471M     0  471M   0% /dev
tmpfs                  488M     0  488M   0% /dev/shm
tmpfs                  488M  7.2M  481M   2% /run
tmpfs                  488M     0  488M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1             1014M  164M  851M  17% /boot
tmpfs                   98M     0   98M   0% /run/user/0

使用lsblk查看分区情况

[root@node1 ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    0  20G  0 disk 
├─sda1        8:1    0   1G  0 part /boot
└─sda2        8:2    0  19G  0 part 
  ├─cs-root 253:0    0  17G  0 lvm  /
  └─cs-swap 253:1    0   2G  0 lvm  [SWAP]
sdb           8:16   0  20G  0 disk 
├─sdb1        8:17   0   5G  0 part 
├─sdb2        8:18   0   1K  0 part 
└─sdb5        8:21   0  15G  0 part 
sdc           8:32   0  20G  0 disk 
sdd           8:48   0  20G  0 disk 
sde           8:64   0  20G  0 disk 
sr0          11:0    1   9G  0 rom 

使用du命令查看目录或者文件的容量，不加参数以k为单位：

du -sh opt  //人性化输出显示大小
-s：列出总和
-h：人性化显示容量信息

3磁盘的分区

3.1 fdisk分区

//生产分区建议: 如无特殊需求, 直接使用整个磁盘即可, 无需分区
//学习分区建议:1P+1E(3L) 2P+1E(2L) 3P+1E(1L) (仅适用于练习)      

[root@localhost ~]# fdisk -l
[root@localhost ~]# fdisk  /dev/sdb
Command (m for help): m //输入m列出常用的命令
Command action
   a   toggle a bootable flag   //切换分区启动标记
   b   edit bsd disklabel     //编辑sdb磁盘标签
   c   toggle the dos compatibility flag    //切换dos兼容模式
   d   delete a partition     //删除分区
   l   list known partition types   //显示分区类型
   m   print this menu      //显示帮助菜单
   n   add a new partition  //新建分区
   o   create a new empty DOS partition table   //创建新的空白分区表
   p   print the partition table       //显示分区表的信息
   q   quit without saving changes  //不保存退出
   s   create a new empty Sun disklabel //创建新的Sun磁盘标签
   t   change a partition's system id   //修改分区ID,可以通过l查看id
   u   change display/entry units       //修改容量单位,磁柱或扇区
   v   verify the partition table       //检验分区表
   w   write table to disk and exit     //保存退出
   x   extra functionality (experts only)   //拓展功能

fdisk创建分区步骤

fdisk /dev/sdb //为哪一块磁盘进行分区

先新建分区n，p新建主分区，创建的磁盘id默认为1回车即可，默认从2048扇区开始回车即可，给这个磁盘的大小为多少 +(你要给的空间)如+50M p查看分区创建 //注 如需创建逻辑分区必须要给扩展分区留下空间

//创建主分区
Command (m for help): n //新建分区
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)  //主分区
   e   extended //扩展分区
Select (default p): p   //选择主分区
Partition number (1-4, default 1):  //默认回车
First sector (2048-2097151, default 2048): //默认扇区回车
Using default value 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-2097151, default 2097151): +50M //分配50MB

创建扩展分区步骤

n新建分区e选择扩展分区 number为2 默认扇区开始位置回车即可 将剩余所有大小都给扩展分区

//创建扩展分区
Command (m for help): n //新建分区
Partition type:
   p   primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
   e   extended
Select (default p): e   //创建扩展分区
Partition number (2-4, default 2):
First sector (104448-2097151, default 104448):
Using default value 104448
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (104448-2097151, default 2097151):    //默认划分所有空间给扩展分区

创建逻辑分区步骤

n新建分区 l创建逻辑分区 number为5 默认扇区开始位置回车即可 分配你要给他多少空间 +（你要给的空间） 如+100M p查看分区创建 w保存

//创建逻辑分区
Command (m for help): n //新建分区
Partition type:
   p   primary (1 primary, 1 extended, 2 free)
   l   logical (numbered from 5)
Select (default p): l   //创建逻辑分区
Adding logical partition 5
First sector (106496-2097151, default 106496):
Using default value 106496
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (106496-2097151, default 2097151): +100M  //分配100MB空间

刷新内核立即生效 如没有此工具安装即可 dnf -y install partprobe

partprobe /dev/sdb

3.2gdisk分区

首先安装gdisk工具

gdisk /dev/sdb

n新建分区，默认从1开始回车即可，默认扇区开始位置回车即可，你需要分配的空间+（你需要的空间）如+100M，p查看分区创建，w保存y确认。

刷新内核立即生效 partprobe /dev/sdb

4磁盘格式化

使用mkfs命令格式化磁盘，创建文件系统

//mkfs常用的选项有
-b  //设定数据区块占用空间大小，目前支持1024、2048、4096 bytes每个块。
-t  //用来指定什么类型的文件系统，可以是ext3，ext4, xfs
-i  //设定inode的大小
-N  //设定inode数量，防止Inode数量不够导致磁盘不足
-L  //预设该分区的标签label

//格式化整个sdb磁盘为ext4文件系统
[root@localhost ~]# mkfs.ext4  /dev/sdb1

//也可以使用-t指定方式创建ext4文件系统
[root@localhost ~]# mkfs -t ext4  /dev/sdb1

//也可以格式化sdb1分区为xfs文件系统
[root@localhost ~]# mkfs.xfs  /dev/sdb1

5磁盘挂载

挂载分区前需要创建挂载点, 挂载点以目录形式出现
如果往挂载点目录写入数据, 实际上会写入到该分区
挂载点建议是空目录, 不是也不影响挂载分区的使用，但是会隐藏原有的文件

5.1 永久挂载磁盘

//使用blkid命令获取各分区的UUID
[root@localhost ~]# blkid |grep "sdb1"
/dev/sdb1: UUID="e271b5b2-b1ba-4b18-bde5-66e394fb02d9" TYPE="xfs"

//使用UUID挂载磁盘sdb1分区至于db1, 临时挂载    不建议使用
[root@localhost ~]# mount UUID="e271b5b2-b1ba-4b18-bde5-66e394fb02d9" /db1

//也可以把下面这行写到/etc/fstab中，永久挂载, 开机自动挂载    建议使用
[root@localhost ~]# tail -1 /etc/fstab    
UUID=e271b5b2-b1ba-4b18-bde5-66e394fb02d9 /db1 xfs  defaults 0  0

//加载fstab配置文件, 同时检测语法是否有错误
[root@localhost ~]# mount –a

fstab配置文件介绍：

[root@localhost ~]# vim /etc/fstab

//分区标识(UUID或设备名)                    挂载点 文件类型    挂载参数    不检查 不备份
UUID=e271b5b2-b1ba-4b18-bde5-66e394fb02d9 /db1     xfs     defaults    0     0

//挂载参数, 可写fstab配置文件, 也可以mount时使用-o参数指定
参数              参数意义                               系统默认值
async           系统每隔一段时间把内存数据写入磁盘中，
sync            时时同步内存和磁盘中数据；
suid，nosuid     允许/不允许分区有suid属性                suid
rw，ro           可以指定文件系统是只读(ro)或可写(rw)       rw
exec，noexec     允许/不允许可执行文件执行，不要挂载根分区    exec
user，nouser     允许/不允许root外的其他用户挂载分区        nouser
auto，noauto     开机自动挂载/不自动挂载                    auto
default         默认文件系统挂载设置 rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async

//加载所有配置
[root@localhost ~]# mount -a

5.2卸载挂载磁盘

umount -lf  //强制卸载挂载

//使用站点目录卸载
[root@localhost ~]# umount /db1
//使用设备名卸载/dev/sdb1
[root@localhost ~]# umount /dev/sdb1


//umount不能卸载的情况
[root@localhost db1]# umount /db1  
umount: /db1: device is busy.
        (In some cases useful info about processes that use
         the device is found by lsof(8) or fuser(1)
       
//如上情况解决办法有两种, 切换至其他目录 或使用'-l'选项强制卸载    
[root@localhost db1]# umount -l /db1

6交换分区

交换分区SWAP就是LINUX下的虚拟内存分区,它的作用是在物理内存使用完之后,将磁盘空间(也就是SWAP分区)虚拟成内存来使用。

交换分区一般指定虚拟内存的大小为实际内存的1~1.5倍。如果实际内存超过8GB，可以直接划分16GB给虚拟内存即可，如果虚拟内存不够用的情况，须增加一个虚拟磁盘，由于不能给原有的磁盘重新分区，所以可以选择新建。

6.1 创建swapfile

创建一个1G的swapfile

[root@localhost ~]# dd if=/dev/zero of=/opt/newdisk bs=1M count=1024
//if：指定源  一般写/dev/zero
//of：指定目标
//bs：定义块大小
//count：数量

6.2 格式化swap分区

[root@localhost opt]# mkswap -f /opt/newdisk 
Setting up swapspace version 1, size = 1926952 KiB
no label, UUID=69d11824-8d72-4ea5-b383-ddbfd970db3d

6.3 检测当前swap分区情况

[root@node1 ~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 3708 301 951 8 2455 3163
Swap: 2047 0 2047

6.4 开启新建的swap分区

此时swap分区变成了3G

[root@node1 ~]# swapon /opt/netdisk
swapon: /opt/netdisk: insecure permissions 0644, 0600 suggested.
[root@node1 ~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 3708 302 950 8 2455 3162
Swap: 3071 0 3071

6.5 关闭新建的swap分区

关闭后还原到2G

[root@node1 ~]# swapoff /opt/netdisk
[root@node1 ~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 3708 302 950 8 2455 3162
Swap: 2047 0 2047

partprobe /dev/sdb //dui 对分区操作后记得刷新

6.6 创建swap分区并持久化使用

要求新建一个分区，并且把分区作为swap分区使用

查看内存和交换分区的使用情况
# free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          1841        613       1227         16          0        258
-/+ buffers/cache:        354       1486
Swap:            0          0          0  <--- 没有交换分区

# swapon -s  也能用该命令查看，只是默认也是没有交换分区所有没有输出

# fdisk  -l /dev/sdb
   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048     2099199     1048576   83  Linux
/dev/sdb2         2099200     6293503     2097152   83  Linux  <---准备把该分区作为交换分区



1、新建一个分区，并且把分区类型更改为82 
    新分区我们在上面的练习已经完成了，所以本例子不用分区，而是需要修改该分区的类型

# fdisk  /dev/sdb

命令(输入 m 获取帮助)：l  列出所有支持的分区类型对应的id

命令(输入 m 获取帮助)：t  修改分区id
分区号 (1-5，默认 5)：2  修改第2个分区
Hex 代码(输入 L 列出所有代码)：82  修改成id为82
已将分区“Linux”的类型更改为“Linux swap / Solaris”

命令(输入 m 获取帮助)：p

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048     2099199     1048576   83  Linux
/dev/sdb2         2099200     6293503     2097152   82  Linux swap / Solaris <---修改成功


命令(输入 m 获取帮助)：w

强烈建议： 对分区做了修改后都刷新一下
# partprobe  /dev/sdb


2、把sdb2格式化为交换分区
# mkswap  /dev/sdb2
正在设置交换空间版本 1，大小 = 2097148 KiB
无标签，UUID=ba08eb90-2003-44e6-9769-9a9351aebb05


3、启动交换分区
# swapon /dev/sdb2  或者  # swanon -a  启动所有交换分区


查看
# swapon -s
文件名             类型      大小  已用  权限
/dev/sdb2                               partition   2097148 0   -1


4、持久化保存交换分区的使用
# blkid /dev/sdb2
/dev/sdb2: UUID="ba08eb90-2003-44e6-9769-9a9351aebb05" TYPE="swap" 

# vim /etc/fstab 
/dev/mapper/rhel-root   /                       xfs     defaults        0 0
UUID=cb3299d6-16e0-4644-9686-27907eefb8f3 /boot                   xfs     defaults        0 0
UUID=ba08eb90-2003-44e6-9769-9a9351aebb05  swap         swap    defaults  0 0

7生产磁盘故障案例

Inode被占满，导致磁盘有可用的剩余空间也无法继续使用

[root@localhost ~]# dd if=/dev/zero of=/opt/newdisk bs=1k count=1024
[root@localhost ~]# mkfs.ext4 -i 1024 /opt/newdisk
[root@localhost ~]# mkdir /data
[root@localhost ~]# mount -t ext4 -o loop /opt/newdisk /data/

//inode被占满
[root@localhost ~]# touch {1..20000}
touch: cannot touch `19997': No space left on device
touch: cannot touch `19998': No space left on device
touch: cannot touch `19999': No space left on device
touch: cannot touch `20000': No space left on device

//inode被占满，剩余block也是无法继续使用
[root@localhost ~]# df -i|grep data
/opt/newdisk      1024  1024       0  100% /data
[root@localhost ~]# df -h|grep data
/opt/newdisk    891K   34K  806K   5% /data

Block空间即将被占满, 但删除大文件也没有释放空间

假设现在线上正在运行Nginx服务, Nginx产生的日志已经达到了20个G, 磁盘眼看就看沾满了, 请问不重启Nginx的方式如何处理

//是会删除文件, 但Nginx持续占用着文件, 所以空间并不会被释放
rm -f access.log

//正确做法如下, 清空该文件即可释放文件内容
> access.log