Linux_17_初识磁盘
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磁盘
磁盘操作
若一块磁盘需在系统中能被使用，需经过四步：
（1）分区：对磁盘进行划分，以建立可用的硬盘分区
（2）格式化：对硬盘分区进行格式化，以建立系统可用的文件系统
（3）检验：在建立好的文件系统上进行检验
（4）挂载：在Linux系统上，建立挂载点并挂载
分区
查看分区
UUID（universally unique identifier）：全局唯一标识符
1）Linux会将系统内所有的设备都给与一个唯一的标识符
2）该标识符可用来挂载或使用表示的设备或文件系统
lsblk命令（list block devices）：列出系统上所有设备列表（并显示依赖关系）
指令格式：lsblk 选项
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -d | 仅列出设备本身 |
| -t | 列出设备详细信息 |
| -f | 列出设备内文件系统名称、UUID和LABEL |
| -p | 列出设备的完整文件名 |
| -m | 列出设备文件的权限 |
| -i | 以ASCII的字符输出 |
如：查看当前主机的所有设备列表
//若一个设备没有挂载点，则表明该设备就没有被系统挂载
| 标签 | 含义 |
|---|---|
| Name | 设备名 |
| MAJ：MIN | 主要和次要设备号 MAJ为主要设备号，MIN为次要设备号 |
| RM | 是否为可移动设备 0为不可移动设备，1为可移动设备 |
| SIZE | 设备容量大小信息 |
| R0 | 设备是否为只读 |
| TYPE | 设备为只读存储器、磁盘或磁盘的一个分区 |
| MOUNTPOINT | 指出设备的挂载点 |
blkid命令：列出系统中所有的文件系统和其设备名称、UUID和文件系统类型
指令选项：blkid
如：查看当前主机的所有文件系统
parted命令：列出指定磁盘的分区表类型和分区信息
指令选项：parted 磁盘名 print
如：查看/dev/sad设备的分区表类型和分区信息
磁盘分区
fdisk命令：以交互界面对使用MBR分区表的磁盘进行分区
指令格式：fdisk 设备名称
1）该处的设备指的是总磁盘名称，而不是分区
| 操作 | 含义 |
|---|---|
| m | 列出所有操作 |
| l | 列出该磁盘所有可用的分区类型 |
| n | 在该磁盘中添加新的分区 |
| p | 查看指定分区的详细信息 |
| t | 改变指定分区的类型 |
| d | 删除指定分区 |
| q | 不执行以上操作，并退出 |
| w | 执行以上操作，并退出 |
如：查看fdisk命令中所有操作
如：查看/dev/sda磁盘中所有分区的信息
如：在/dev/sdb磁盘中添加一个2G主分区
//起始位置可直接回车，系统可自动选择最靠前的空闲扇区位
//以上操作结束后，必须“w”操作退出（否则添加失败）
gdisk命令：以交互界面对使用GTP分区表的磁盘进行分区
指令格式：gdisk 设备名称
1）该处的设备指的是总磁盘名称，而不是分区
parted命令：直接对使用各种分区表的磁盘进行分区
指令格式1：parted 设备名称 print //显示指定分区的详细信息
如：查看/dev/sda磁盘的详细信息
//起始/结束位代表着该分区在磁盘中的起始位置和结束位置
//Size是由“End-Start”得到
指令格式2：parted 设备名称 mkpart 选项 分区格式 开始位 结束位
1）功能：新增指定格式分区
2）分区格式：ext4、vfat、xfs等
3）由于新分区的起始点在前一个分区的后面，所以前一个分区的结束位就是新增分区的开始位（结束位和开始位代表该分区）
| 选项 | |
|---|---|
| primary | 主分区 |
| extended | 扩展分区 |
| logical | 逻辑分区 |
指令格式3：parted 设备名称 rm //删除指定分区
partprobe命令：重读磁盘分区表以更新内核的磁盘分区表内容
指令格式：partprobe 选项
1）若文档被删除后仍占用空间，partprobe可在不重启情况下重读分区
2）系统不能自动把磁盘分区的信息同步至Linux内核时，就需通过partprobe手动将磁盘分区信息同步至内核
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -s | 显示更新相关信息（默认不显示） |
格式化（mkfs）
mkfs属于Linux的综合命令，根据后缀的不同可格式化各种文件系统
1）主要使用：mkfs.xfs、mkfs.ext4和mkfs.fat
如：查看Centos7系统中支持格式化的文件系统
mkfs.xfs命令：格式化xfs文件系统
指令格式：mkfs.xfs 选项 设备名称
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -b | 指定区块（bsize）容量 |
| -d | 指定data section相关参数 |
| -f | 若设备已有文件系统，强制格式化 |
| -i | 指定inode相关参数 |
| -L | 指定文件系统的标头名称（Label name） |
| -r | 指定realtime section相关参数 |
//通过-d、-i选项对磁盘性能进行优化
mkfs.ext4命令：格式化ext4文件系统
指令格式：mkfs.ext4 选项 设备名称
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -b | 指定区块的大小 |
| -L | 指定文件系统的标头名称 |
//由于ext4默认值比较好，所以格式化时大部分时使用默认值
且ext4大部分默认值记录在/etc/mke2fs.conf文件中
文件系统检验
xfs_repair命令：检验并修复xfs文件系统
指令格式：xfs_repair 选项 设备名称
1）被检验和修复时的文件系统不能被挂载
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -f | 设备为文件，而不是实体设备 |
| -n | 仅检查文件系统 |
| -d | 在单人维护模式下，对根目录进行检验与修复 |
fsck.ext4命令：检查并修复ext4文件系统
指令格式：fsck.ext4 选项 设备名称
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -p | 文件系统被修复时，自动回复“y”确认任何操作 |
| -f | 强制详细检查 |
| -D | 对文件系统下的目录进行最佳化配置 |
| -b | 后接超级区块，修复超级区块 |
通常只有身为root且文件系统出问题时，才使用xfs_repair和fsck.ext4命令
因为正常情况下调用该命令，在扫描磁盘时可能会造成部分文件系统的改变
挂载/卸载
挂载：利用一个已存在的目录为进入点，将磁盘分区的数据放置在该目录下
1）进入点就是挂载点
挂载注意事项：
1）一个文件系统不能被重复挂载到不同的挂载点中；
2）一个目录也不能重复挂载多个文件系统；
3）作为挂载点的目录，必须是空目录；
//若挂载点的目录不是空目录，在挂载了文件系统后该目录下原本的文档会在挂载时期被隐藏，卸载后再恢复
mount命令：查看/挂载主机上的设备到指定目录上
指令格式1：mount 选项
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -a | 挂载/etc/fstab记录的所有文件系统 |
| -n | 挂载设备，但不记录到/etc/mtab文件中 |
| -l | 列出所有已经挂载的文件系统 |
1）/etc/fstab：声明主机需要挂载的文件系统
2）/etc/mtab：声明主机中当前已挂载的文件系统（包括具体属性）；
3）仅执行mount命令，则列出系统上所有已挂载设备；
//以“设备名 on 挂载点 文件系统类型（权限）”形式列出
指令格式2：mount -o 参数 设备表达式 挂载点
1）设备表达式可为：设备的LABEL、设备的UUID、设备名
2）本质是修改/etc/fstab文件（filesystem table）
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| async sync | 指定文件系统异步（async）或同步（synce）内存机制 |
| atime noatime | 指定文件系统是否修改文件的读取时间（atime） |
| rw ro | 指定文件系统为可读写（rw）或可读（ro） |
| auto noauto | 指定文件系统能否被自动挂载（auto） |
| dev nodev | 指定文件系统能否建立设备文件（dev） |
| suid nosuid | 指定文件系统是否含有（SUID/SGID）的文件格式 |
| exec noexec | 指定文件系统具有可执行的二进制文件 |
| nouser user | 指定该文件系统能被谁挂载（默认仅root用户） |
| defaults | 同时具有rw、suid、dev、exec、auto、nouser、async等参数 |
| remount | 重新挂载 |
1）重新挂载根目录：mount -o remount，rw，auto /
2）/etc/filesystems：系统指定的测试挂载文件系统类型的优先级
3）/proc/filesystems：Linux系统已经加载的文件系统类型
4）/lib/modules/$(unmae -r)/kernel/fs/：Linux支持的文件系统的驱动程序
//设备的源地址一般在“/dev”下（根据设备名进行查找）
//挂载地址建议选择为“/mnt”下（也可在/mnt下建目录）
umount命令：卸载已挂载的设备/文件
指令格式：umonut 选项 设备表达式
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -a | 卸载/etc/mtab记录的所有的文件系统 |
| -n | 不更新/etc/mtab的情况下卸载 |
| -f | 强制卸载文件系统 |
1）正在使用的设备，默认不允许卸载（可强制）；
2）指定设备路径或挂载点路径，均可卸载对应设备；
/etc/fstab
/etc/fstab（filesystem table）：系统启动时的自动挂载磁盘的配置文件
1）该文件出错，则Linux可能将无法完成启动
2）根目录（/）是必须挂载的，且优先级高于所有其他挂载点
3）其他挂载点也必须为已建立的目录，且要遵守系统目录架构原则（FHS）
4）所有挂载点在同一时间内，只能挂载一次
5）所有硬盘分区同一时间内，只能挂载一次
如：查看当前主机的/etc/fstab配置文件
内容格式：设备 挂载点 文件系统 文件系统参数 dump备份 fsck检验
| 字段 | 含义 |
|---|---|
| Device | 磁盘设备文件名/UUID/LABEL name |
| Mount point | 挂载点 |
| filesystem | 磁盘分区的文件系统 |
| parameters | 文件系统功能参数 |
| dump | 开机后是否dump进行磁盘备份 （0为备份，1为不备份） |
| fsck | 是否以fsck检验扇区 （0为不自检，1为自检） |
1）文件系统参数就是“mount -o 选项”指定的各样参数
2）由于Centos7系统特性，dump和fsck两个字段建议默认使用0
3）通过修改/etc/fstab文件可实现开机自动挂载功能，但编写需要满足以上6个字段要求（否则出错导致不能启动）
4）编写完毕后使用mount -a测试语法是否正确
5）指定磁盘时，通过该磁盘的UUID（唯一性）
//因为磁盘的命名方式是根据系统识别该设备的顺序
loop挂载
功能：使文件实现类似分区的功能
1）本质是将一个大文件挂载，实现主机上类似多出一个分区
2）三步骤：建立大型文件-->格式化大型文件-->挂载
3）使用文件创建的文件系统或交换分区时，在配置对应文件时最好使用原本的文件名进行指定（不要使用UUID，否则可能导致系统查找不到对应的文件）
loop选项：将文件创建的文件系统挂载
格式：mount -o loop 格式化后的UUID 挂载点
1）卸载时和普通文件系统一样
SWAP
交换分区（swap）：用磁盘来暂时放置内存中的信息
1）建立三步骤：根据文件系统分区mkswap格式化swapon启动
mkswap命令：格式化指定分区为swap分区
指令格式：mkswap 指定分区
swapon命令：查看/启动交换分区
指令格式1：swapon 交换分区 //启动交换分区
指令格式2：swapon 选项 //查看交换分区
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -a | 启动/etc/fstab文件中记录的所有交换分区 |
| -s | 查看所有交换分区的使用情况 |
//在将交换写入配置文件时，由于交换分区不是文件系统，也没有挂载点，在文件系统和挂载点对应的栏位写入“swap”即可
参数自定义
文件通过主要设备号（major）和次要设备号（minor）实现文件代替设备
1）主要设备号：区分不同种类的设备
2）次要设备号：区分同一类型的多个设备
mknod命令：创建Linux中字符设备文件和块设备文件
指令参数：mknod 文件路径 选项 主要设备号 次要设备号
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| b | 创建外接存储设备文件 |
| c | 创建外接输入设备文件 |
| p | 创建FIFO文件 |
xfs_admin命令：修改XFS文件系统的UUID或Label name
指令格式：xfs_admin 选项 设备文件名
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -l | 列出设备的Label name |
| -u | 列出设备的UUID |
| -L | 设置设备的Label name |
| -U | 设置设备的UUID |
uuidgen命令：产生一个新的UUID
指令格式：uuidgen
tune2fs命令：修改ext4文件系统的UUID或Label name
指令格式：tune2fs 选项 设备文件名
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -L | 设置设备的Label name |
| -U | 设置设备的UUID |
备份
备份分为：完整备份（full backup）、增量备份（incremental backup）
1）完整备份：将整个文件系统数据备份
2）增量备份：只备份与上一次备份有差异的数据
3）备份/还原中都不可使用绝对路径
如：实时文件系统进行完整备份和增量备份
//第一次备份一定是完整备份，且完整备份在xfsdump中被定义为“level0”
各个层次的level都记录在/var/lib/xfsdump/inventory文件中
xfsdump/xfsrestore
xfsdump命令：备份指定的xfs文件系统
指令格式1：xfsdump 选项 待备份数据
1）若不添加-L或-M选项，会默认进入交互模式进行指定
2）在完整备份的前提下，才能进行增量备份
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -f | 指定备份数据存放路径 |
| -l | 指定备份等级（默认为0，完整备份） |
| -L | 指定该次备份的会话标签 |
| -M | 指定该次备份的设备标签 |
xfsdump命令的注意事项：
1）xfsdump只能备份已挂载的xfs文件系统；
2）xfsdump必须使用root权限才能操作；
3）xfsdump备份后的数据只能由xfsrestore解析；
4）xfsdump不能备份具有相同UUID的文件系统
// xfsdump通过文件系统的UUID辨别各个文件系统
指令格式2：xfsdump -I //列出所有xfsdump备份的数据
1）“xfsrestore -I”具有相同的作用
2）本质是到/var/lib/xfsdump/inventory文件中取数据
xfsrestore命令：解析xfsdump备份的数据
指令格式1：xfsrestore 选项 待恢复目录 //通过完整备份恢复
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -f | 指定解析的备份文件 |
| -L | 指定解析的会话标签 |
| -s | 指定仅恢复文件/目录 |
| -i | 进入交互模式 |
//通过-L会话标签可确定恢复的等级
//若恢复的是目录，则默认会将目录下的子文件/目录一并恢复
指令格式2：xfsrestore 选项 -i 待恢复目录 //选择性恢复
1）进入交互模式后可通过以下命令指定备份文档进行恢复：
| 命令 | 含义 |
|---|---|
| pwd | 查看当前目录 |
| ls | 列出文档恢复列表 |
| cd | 切换目录 |
| add | 添加文档到恢复列表 |
| delete | 从恢复列表去除该文档 |
| extract | 执行列表的恢复操作 |
| quit | 退出 |
其他备份
dd命令：按指定大小和个数的数据块复制/转换文件
指令格式：dd if=input of=output bs=block_size count=number
1）本质类似叠砖块，将count个bs叠在一起形成一个新文件
2）dd可读取磁盘设备的内容（几乎是直接读取扇区），然后将整个设备备份成一个文件，且默认情况是一个一个扇区去读写的（没有使用的扇区也会被写入）
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| if | 指定输入文件（input file），也可是设备 |
| of | 指定出文件（output file），也可是设备 |
| bs | 指定一个block的大小（默认是512Bytes） |
| count | 指定number个bs |
//dd忽略磁盘的文件系统影响，直接进行备份和还原（消耗时间较长）
//dd也可将磁盘分区中的扇区数据整个复制过来，连同超级区块、启动扇区和元数据等，就实现了两个一模一样的磁盘分区
cpio命令：备份/还原文件/设备
指令格式1：cpio 选项 > 文件/设备 //备份
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -o | 将数据复制输出到文件/设备 |
| -B | 将默认512自己的blocks提升到5120字节（加快存储） |
| -v | 让存储的过程中文件名称可以在屏幕上显示 |
//由于cpio需搭配文件名才可使用，所以一般搭配find命令
指令格式2：cpio 选项 < 文件/设备 //还原
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -i | 将数据自文件/设备复制到系统中 |
| -d | 自动建立目录（默认cpio不会建立） |
| -u | 自动使用较新的文件覆盖旧文件 |
