Linux操作系统磁盘管理

目录

一，硬盘介绍

1，硬盘的物理结构

2，CHS编号

3，磁盘存储划分

4，开机流程

5，要点

6，磁盘存储的数据形式

二，Linux文件系统

1，根文件系统

2，虚拟文件系统

3，真文件系统

4，伪文件系统

三，磁盘分区与挂载

1，磁盘分区方式

2，分区命令

3，查看与识别命令

4，格式化命令

5，挂载命令        

四，LVM逻辑卷

1，概述

2，管理命令

3，配置案例

五，磁盘配额

1，概述

2，配置命令

3，配置案例

六，磁盘检测与修复

1，fsck命令

2，xfs_repair命令

3，badblocks命令        

八，文件系统备份与恢复

1，xfsdump命令

2，xfsrestore命令

一，硬盘介绍

1，硬盘的物理结构

磁头数，磁道，柱面，扇区

2，CHS编号

绝对扇区：由柱面号/磁头号/扇区号唯一确定。

DOS扇区：柱面号，磁头号，扇区号确定的扇区编号转换为易于管理和计算的单一数字编号，称为相对扇区编号或逻辑扇区编号。

3，磁盘存储划分

主引导分区：存放引导加载程序，大小为446字节。

分区表：记录整块硬盘分区的状态，占64字节，每个分区16字节。

4，开机流程

1，加载BIOS

2，MBR

3，引导加载程序

4，操作系统内核文件

5，要点

6，磁盘存储的数据形式

二，Linux文件系统

1，根文件系统

内核启动时挂载的第一个文件系统，内核代码映像文件保存在根文件系中，而系统引导启动程序会在根文件系统挂载之后把一些基本的初始化脚本和服务等加载到内存中运行。

2，虚拟文件系统

虚拟文件系统VFS抽象层为用户屏蔽了底层系统的差异，向上层提供了统一的访问接口。

3，真文件系统

ext4:第四代扩展文件系统是Linux系统下的日志文件系统，使用64位空间记录快数量和i节点数量。

xfs:它是一个64位的文件系统，后来进行开源并且移植到了Linux操作系统中，能够在断电以及操作系统崩溃的情况下保证文件系统数据的一致性。

4，伪文件系统

Linux内核提供了sysfs，procfs，devtmpfs等伪文件系统，伪文件系统存在于内存，不占用磁盘。

procfs：procfs是进程文件系统的缩写，包含一个伪文件系统，用于通过内核访问进程信息。由于/proc不是一个真正的文件系统，它也就不占用存储空间，只是占用有限的内存。

devtmpfs：devtmpfs的功用是在Linux核心启动早期建立一个初步的/dev，令程序一般不用等待udev，缩短开机时间。一个设备连接到Linux系统时，通常需要一个设备驱动程序才能正常工作。此时通过设备文件和设备节点与设备驱动程序交互，这些事看起来很像普通文件的特殊文件。

sysfs：sysfs是一个基于内存的文件系统，它的作用是将内核信息以文件的方式提供给客户程序使用。sysfs文件系统被挂载在/sys挂载点上。sysfs是一个虚拟文件系统，通常挂载在/sys目录下。它为我们提供了比在/dev目录中能够看到的更多的访问信息。目录/sys和/dev在某些方面看起来类似，但它们有很多不同。基本上,/dev目录很简单，它允许其他程序访问设备本身，而/sys文件系统用于查看信息和管理设备。/sys文件系统基本上包含了设备上的所有设备所有信息，比如制造商型号，设备插入的位置，设备的状态，设备的层次结构等等。这里看到的文件不是设备节点，因此实际上并不是在/sys目录下与设备交互，而是在管理设备。

三，磁盘分区与挂载

1，磁盘分区方式

MBR：主引导记录，包括四个主分区或三主一扩展多个逻辑，每分区最大2TB，兼容性好。

GPT：全局唯一标识磁盘分区表，是一个实体硬盘的分区表结构布局的标准。一个磁盘上的主分区数量不受限制，支持大于18EB的总容量，几乎没有上限，最大支持到128个分区，分区大小支持到256TB。

2，分区命令

fdisk

(1),

fdisk /dev/sdb
n
p

+4G
w
#创建磁盘主分区大小为4G

(2),

fdisk /dev/sdb
n
e

+2G
w
p
#创建磁盘扩展分区大小2G并显示已创建磁盘列表

（3），

fdisk /dev/sdb
n
l

p
#创建磁盘逻辑分区并显示已创建磁盘列表

（4），

vim fdisk.txt
fdisk /dev/sdb <fdisk.txt
#非交互式以笔记本格式创建分区

parted

(5)，

parted /dev/sdb
mklabel gpt
mkpart p1
xfs
1
4G
#创建gpt磁盘分区类型xfs大小为4G

3，查看与识别命令

lsblk

partprobe

blkid

4，格式化命令

mkfs

（6），

mkfs -t xfs /dev/sdb1
#格式化为xfs文件类型

（8），

mkfs.ext4 /dev/sdb5
#格式化为sdb5文件类型

5，挂载命令        

mount

(9)，

mount /dev/sdb1 /sdb1
#将/dev/sdb1挂载在/sdb1，挂载点为sdb1

（10），

mount -o ro /dev/sdb2 /mnt
#将/dev/sdb2以只读类型挂载在/mnt，挂载点为/mnt

swap

（11），

swapoff /dev/mapper/rl-swap
#卸载swap文件系统
swapon /dev/mapper/rl-swap
#挂载swap文件系统

（12），

mkswap /dev/sdb3
#格式化deb/sdb3swap分区

四，LVM逻辑卷

1，概述

PV物理卷：处于LVM最底层，可以是物理硬盘或者分区，整个硬盘，或使用fdisk等工具建立的普通分区，有许多大小4MB的PE。

PE物理区域:PV中可以用于分配的最小存储单元。

VG卷组：建立在PV之上，可以含有一个到多个PV组合成的整体。

LV逻辑卷：建立在VG之上。从卷组中分割出一块空间，用于建立文件系统。        

2，管理命令

(13)，

pvcreate /dev/sdb
vgcreate 123 /dev/sdb
lvcreate -n 456 123 /dev/sdb -L +2G
#基于/dev/sdb创建物理卷，基于/dev/sdb创建名为123的卷组，基于/dev/sdb和123创建名为456的逻辑卷大小为2G

3，配置案例

（14），

lvextend /dev/123/456 -L +1G
xfs_growfs /dev/123/456
#扩展基于xfs的逻辑卷/dev/123/456内存1G，重新识别内存

（15），

lvextend /dev/123/456 -L +1G
resize2fs /dev/123/456
#扩展基于ext4的逻辑卷/dev/123/456内存1G，重新识别内存

五，磁盘配额

1，概述

usrquota:支持对用户的磁盘限额。

grpquota：支持对组的磁盘配额。

2，配置命令

（16），

xfs_quota -x -c "limit -u bsoft=10M bhard=50M isoft=10 ihard=20 456" /456
#对xfs文件系统之内456用户设置/456挂载点磁盘配额限制，用户可使用最大内存为10M，不能超过50M，用户可创建最大文件数量10个，不能超过20个。

（18），

mount -o usrquota,grpquota /dev/123/456 /456
#将设备/dev/123/456挂载在/456目录之内，同时进行用户配额和组配额。

3，配置案例

六，磁盘检测与修复

1，fsck命令

（19），

fsck.xfs /dev/sdc1
#检查并修复/dev/sdc1

2，xfs_repair命令

（20），

xfs_repair /dev/sdc1
#检查并修复/dev/sdc1

3，badblocks命令        

八，文件系统备份与恢复

1，xfsdump命令

（21），

xfsdump -f /123.bak /dev/sdc1 -L 123 -M 456
#备份/dev//sdc1到/123.bak同时会话名123，设备名456

2，xfsrestore命令

（22），

xfsrestore -f /123.bak /sdc1
#将备份/123.bak恢复到挂载点/sdc1对应的文件系统之内。

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