linux磁盘管理
本篇主要记录了磁盘分区，格式化，挂载和一些常见的相关命令，方便自己查找学习，后期会不断完善更新
一. 磁盘基本知识和分区
1）设备类型如下
块设备：block，存取单位“块”，例如磁盘设备
字符设备：char，存取单位“字符”，例如键盘
2）设备文件：关联至一个设备驱动程序，进而能够跟与之对应硬件设备进行通信，也就是可以进行数据的输入输出
设备号码，用来在内核中进行标记，设备只有数据属性（元数据），没有数据内容
主设备号：major number, 标识设备类型
次设备号：minor number, 标识同一类型下的不同设备
硬盘接口类型：
并行：数据传输由多根线完成，可能有电磁干扰
IDE：133MB/s
SCSI：640MB/s
3） 分区管理工具：fdisk, parted, sfdisk
fdisk：对于一块硬盘来讲，最多只能管理15分区；
# fdisk -l [-u] [device...]
# fdisk device--管理磁盘分区，例如fdisk /dev/sda
子命令：管理功能
p: print, 显示已有分区；
n: new, 创建
d: delete, 删除
w: write, 写入磁盘并退出
q: quit, 放弃更新并退出
m: 获取帮助
l: 列表所分区id
t: 调整分区id
做完分区后，查看内核是否已经识别新的分区：
# cat /proc/partations
如果未识别，通知内核重新读取硬盘分区表：
partx -a /dev/DEVICE，例如partx -a /dev/sda, 或者partx -a -n 4:6 /dev/sda(重新识别分区4-6）
-n M:N
kpartx -a /dev/DEVICE
-f: force
CentOS 5: 使用partprobe，centos6应该也兼容这个命令
partprobe [/dev/DEVICE]
二. Linux文件系统管理：
1） Linux文件系统: ext2, ext3, ext4（centos6中比较常见）, xfs, btrfs, reiserfs, jfs, swap
swap: 交换分区
光盘：iso9660
Windows：fat32, ntfs
Unix: FFS, UFS, JFS2
网络文件系统：NFS, CIFS
集群文件系统：GFS2（红帽的）, OCFS2（oracle的）
分布式文件系统：ceph, moosefs, mogilefs, GlusterFS, Lustre
根据其是否支持"journal"功能：
日志型文件系统: ext3, ext4, xfs, ...
非日志型文件系统: ext2, vfat
文件系统的组成部分：
内核中的模块：ext4, xfs, vfat
用户空间的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs, mkfs.vfat
Linux的虚拟文件系统：VFS------linux系统上可同时使用多种文件系统类型，最终都统一成VFS来进行管理，使用cat /proc/filesystems来查看系统支持的文件系统类型，lsmod能查看已装载的模块
2）创建文件系统（格式化）：
mkfs命令：
(1) # mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE， 例如 mkfs.ext4 /dev/sda5, 使用blkid /dev/sda5可以显示该分区的基本信息
ext4
xfs
btrfs
vfat
(2) # mkfs -t FS_TYPE /dev/DEVICE, 和（1）等效
-L 'LABEL': 设定卷标 ，例如 mkfs.ext4 -L MYDATA /dev/sda5
mke2fs：ext系列文件系统专用管理工具
-t {ext2|ext3|ext4}
-b {1024|2048|4096}---默认是4096
-L 'LABEL'
-j: 相当于 -t ext3
mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3
-i #: 为数据空间中每多少个字节创建一个inode（元数据）；此大小不应该小于block的大小；
补充内容：inode是什么？ http://www.cnblogs.com/itech/archive/2012/05/15/2502284.html
3） mkswap：创建交换分区
mkswap [options] device
-L 'LABEL'
前提：要格式化为swap分区，需要先调整其分区的ID为82，方法：使用fdisk 中的t选项；
4） 其它常用工具：
blkid：块设备属性信息查看
blkid [OPTION]... [DEVICE]
-U UUID: 根据指定的UUID来查找对应的设备
-L LABEL：根据指定的LABEL来查找对应的设备
e2label：管理ext系列文件系统的LABEL
# e2label DEVICE [LABEL] ---后面的[LABEL]是为分区设定label，这样不用格式化就能改变label
例如：原来dev/sda5的label为MYDATA，使用命令：e2label /dev/sda5 TEST 就可以把label改名，e2label /dev/sda5来查看label名。
tune2fs：重新设定ext系列文件系统可调整参数的值
-l：查看指定文件系统超级块信息；super block--存储整个分区中的整个结构划分，比如有多少个块组，每个组多少块，每个组有多少块被占用，多少块可用
-L 'LABEL'：修改卷标
-m #：修预留给管理员的空间百分比
-j: 将ext2升级为ext3
-O: 文件系统属性启用或禁用，和上面的mke2fs中的-O选项用法一样，后面也要跟属性名来启用或者禁用,例如:
tune2fs -O has_journal /dev/sda5, 会把原先的ext2文件系统改为ext3,
tune2fs -O ^has_journal /dev/sda5 禁用此属性
-o: 调整文件系统的默认挂载选项，用法和上面一样，关于属性名可以man tune2fs来查看，例如
tune2fs -o ^acl /dev/sda5 #禁用默认挂载选项的acl功能
-U UUID: 修改UUID号，UUID都是随机生成的，所以要修改的场景不多
dumpe2fs：
-h：查看超级块信息
dumpe2fs /dev/sda5 会详细的显示文件系统信息,或者说是布局信息，比如分组情况，块信息，inode位置等
5） 文件系统检测(常用于异常关机导致文件系统出错的情况）：
fsck: File System Check
fsck.FS_TYPE，例如/dev/sda5的文件类型是ext2，那么检测命令为: fsck.ext2 /dev/sda5
或者fsck -t FS_TYPE
-a: 自动修复错误
-r: 交互式修复错误
Note: FS_TYPE一定要与分区上已知文件类型相同；
e2fsck：ext系列文件专用的检测修复工具, 例如 e2fsck /dev/sda5
-y：自动回答为yes;
-f：强制修复,很耗资源，就是没坏也给你修修；
三. 挂载命令
将额外文件系统与根文件系统某现存的目录建立起关联关系，进而使得此目录做为其它文件访问入口的行为称之为挂载；
根文件系统（rootfs): /etc/, /bin, /sbin, /lib, /lib64, /proc(内核输出文件）, /sys, /dev等， 这些目录文件所在的分区就是根文件系统，这些文件都不能单独分区。
注意：挂载点下原有文件在挂载完成后会被临时隐藏，卸载后可见，所以挂载最好用空目录；
1) 挂载方法：mount DEVICE MOUNT_POINT
mount：不加任何参数，（通过查看/etc/mtab文件）显示当前系统已挂载的所有设备
mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir
device：指明要挂载的设备；几种方法如下
(1) 设备文件：例如/dev/sda5
(2) 卷标：-L 'LABEL', 例如 -L 'MYDATA'
(3) UUID, -U 'UUID'：例如 -U '0c50523c-43f1-45e7-85c0-a126711d406e'
(4) 伪文件系统名称：proc, sysfs, devtmpfs, configfs
dir：挂载点
事先存在；建议使用空目录；
进程正在使用中的设备无法被卸载，可以使用-f参数强制卸载；
mount后直接跟的常用命令选项：
-t：vsftype，指定要挂载的设备上的文件系统类型，也可以不指定，mount会自动查看blkid中的系统类型
-r: readonly，只读挂载；
-w: read and write, 读写挂载；
-n: 不更新/etc/mtab，此文件作用是追踪所有文件系统的挂载和卸载；
-a：自动挂载所有支持自动挂载的设备；(定义在了/etc/fstab文件中，且挂载选项中有“自动挂载”功能)
-L 'LABEL': 以卷标指定挂载设备；
-U 'UUID': 以UUID指定要挂载的设备；
-B, --bind: 绑定目录到另一个目录上；
例如：mount -r -L 'MYDATA' /mydata #/dev/sda5的标签是MYDATA,这里只读，用标签来挂载
注意：查看内核追踪到的已挂载的所有设备：cat /proc/mounts
-o options：(挂载文件系统的附加选项)
async：异步模式，速度快，但是数据没及时保存在硬盘中；
sync：同步模式，性能差，但数据安全性高；
atime/noatime：包含目录和文件的访问时间戳，访问时间戳是储存在磁盘上，意味着每次更新都要写IO；
diratime/nodiratime：目录的访问时间戳
auto/noauto：是否支持自动挂载
exec/noexec：是否支持将文件系统上应用程序运行为进程，如果只是想复制文件，防止u盘使电脑中毒
dev/nodev：是否支持在此文件系统上使用设备文件；
suid/nosuid：
remount：重新挂载，如果电脑断电导致异常关机，文件系统会变成只读，此时需要重新挂载文件系统为 rw 才能正常工作。
可以用mount命令先查看一下有没出错的
例如：原先mount /dev/sda3 /mydata，不用卸载，直接mount -o remount,rw /dev/sda3 (/mydata)
如果是挂载原设备和原文件位置，那么挂载点和挂载文件只写一个就行
ro：
rw:
user/nouser：是否允许普通用户挂载此设备，一般是不允许
acl：启用此文件系统上的acl功能
注意：上述选项可多个同时使用，彼此使用逗号分隔；
默认挂载选项：defaults，相当于rw, suid, dev, exec, auto, nouser, and async
2）卸载命令：
# umount DEVICE
# umount MOUNT_POINT
查看正在访问指定文件系统的进程：
# fuser -v MOUNT_POINT
终止所有在正访问指定的文件系统的进程：（只有管理员能执行，此命令用于不能正常卸载挂载的情况）
# fuser -km MOUNT_POINT
3）挂载交换分区：
启用：swapon （前提是创建挂载分区，例如mkswap /dev/sda6, 然后 swapon /dev/sda6）
swapon [OPTION]... [DEVICE]
-a：激活所有的交换分区；---尽量不启动，性能差
-p PRIORITY：指定优先级；性能好的应该给的优先级高点
禁用：swapoff [OPTION]... [DEVICE]
四. 文件挂载的配置文件：/etc/fstab, 实现开机自动挂载文件系统
每行定义一个要挂载的文件系统，各字段含义如下：
要挂载的设备或伪文件系统 挂载点 文件系统类型 挂载选项 转储(就是备份)频率 自检次序
例如
/dev/nvme1n1 /data/elements/influxdb ext4 defaults 0 0
(1)要挂载的设备或伪文件系统： 设备文件、LABEL(格式为LABEL="")、UUID(UUID="")、伪文件系统名称(proc, sysfs)
(2)挂载选项：defaults 等
(3)转储频率：
0：不做备份
1：每天转储
2：每隔一天转储
(4)自检次序：
0：不自检---额外的文件系统一般不自检，也不备份，因为检查到错误，就会删除相应的其他数据来消除错误
1：首先自检；一般只有rootfs才用1；
2：
...
9：
五. 文件系统上的其它概念：
1) Inode: Index Node, 索引节点-----用来存储文件属性，比如大小，文件类型，文件数据block位置等元数据，但是不包括文件名
理解inode，要从文件储存说起。
文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做"扇区"（Sector）。每个扇区储存512字节（相当于0.5KB）。
操作系统读取硬盘的时候，不会一个个扇区地读取，这样效率太低，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个"块"（block）。这种由多个扇区组成的"块"，是文件存取的最小单位。"块"的大小，最常见的是4KB，即连续八个 sector组成一个 block。
文件数据都储存在"块"中，那么很显然，我们还必须找到一个地方储存文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为"索引节点"。
使用mke2fs可以设定inode
-N #：为数据空间创建个多少个inode；
-m #: 为管理人员预留的空间占据的百分比；
-O FEATURE[,...]：启用指定特性
-O ^FEATURE：关闭指定特性
例如：
mke2fs -b1024 -m 3 -L MYDATA /dev/sda5
2) 链接文件：
硬链接：
不能够对目录进行；
不能跨分区进行；
指向同一个inode的多个不同路径；创建文件的硬链接即为为inode创建新的引用路径，因此会增加其引用计数；
符号链接：相当于一个快捷方式
可以对目录进行；
可以跨分区；
指向的是另一个文件的路径；其大小为指向的路径字符串的长度；不增加或减少目标文件inode的引用计数；
六. 一些相关的常用命令
1） 内存空间使用状态：
free [OPTION]
-m: 以MB为单位
-g: 以GB为单位
2） 文件系统空间占用等信息的查看工具：
df:
-h: human-readable
-i：inodes instead of blocks
-P: 以Posix兼容的格式输出; （有时候挂载点文件名太长的话，会以2行显示，使用-P就会强制一行显示）
3） 查看某目录总体空间占用状态：
du：
du [OPTION]... DIR
-h: human-readable
-s: summary
比如看一个文件夹多大 du -sh /usr
命令总结：mount, umount, free, df, du, swapon, swapoff, fuser
努力生活，融于自然
