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.磁盘存储数据的形式

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

五.磁盘配额

1.概述

usrquota:支持对用户的磁盘配额

grpquota：支持对组的磁盘配额

2.配置命令

六.磁盘检测与修复

1.fsck命令

2.xfs_repair命令

3.badblocks命令

七.文件系统备份与复原

1.xfsdump命令

2.xfsrestore命令

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一.硬盘介绍

1.硬盘的物理结构

（1）.硬盘结构

磁头；磁头停泊区；磁头臂；永磁块；音圈马达；主轴；空气过滤片；串行接口

（2）.磁头数 磁道 柱面 扇区

磁头数：每个盘面都有一个磁头，因此磁头数 = 盘面数；

磁道： 上以盘片轴心为圆心，不同半径的同心圆称为磁道，磁道不是真正肉眼可看见的一道一道“坑”，而是被磁盘上被磁化的区域，磁道之间有一定的间隙，以免磁道之间磁介质相互影响；

扇区： 每个磁道被等分为若干个弧段（扇区），每个扇区可以存放512个字节的数据。扇区是磁盘驱动器向磁盘读写数据的最小单元；

柱面：不同盘片半径相同的磁道组成的一个“柱面”。

2.CHS编号

（1）.磁道编号规则

（2）.扇区编号规则

（3）.通过CHS计算硬盘容量

3.磁盘存储划分

（1）.第一个扇区存储的数据

（2）.硬盘分区

4.开机流程

5.要点

6.磁盘存储数据的形式

二.Linux文件系统

1.根文件系统

根文件系统（rootfs）是内核启动时所 mount(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从中把一些基本的初始化脚本和服务等加载到内存中去运行

2.虚拟文件系统

虚拟文件系统VFS软件抽象层为用户屏蔽了底层文件系统的差异，向上层提供了统一地访问接口

3.真文件系统

（1）.ext4

EXT4是第四代扩展文件系统（Fourth extended filesystem，缩写为 ext4）是Linux系统下的日志文件系统,使用64位空间记录块数量和i-节点数量

（2）.xfs

XFS最早针对IRIX操作系统开发，是一个高性能的日志型文件系统，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。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，目前CentOS 7将XFS+LVM作为默认的文件系统。据官方所称，XFS对于大文件的读写性能较好

4.伪文件系统

（1）.procfs

 procfs是 进程文件系统的缩写，包含一个伪文件系统（启动时动态生成的文件系统），用于通过内核访问进程信息。这个文件系统通常被挂载到 /proc 目录。

（2）.devtmpfs

devtmpfs 的功用是在 Linux 核心 启动早期建立一个初步的 /dev，令一般启动程序不用等待 udev（udev 是Linux kernel 2.6系列的设备管理器。它主要的功能是管理/dev目录底下的设备节点。），缩短 GNU/Linux 的开机时间。

（3）.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用户程序使用。sysfs 文件系统被挂载在 /sys 挂载点上。

三.磁盘分区与挂载

1.磁盘分区方式

（1）.MBR

主引导记录，支持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。

（2）.GPT

是GUID分区表（GUID Partition Table）的缩写; 含义为“全局唯一标识磁盘分区表”，是一个实体硬盘的分区表的结构布局的标准。 自纠错能力强，一块磁盘上主分区数量不受（4个的）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

（3）.表示形式

/dev/hda;  hd表示硬盘的接口为IDE
/dev/sda;  sd表示硬盘接口为scsi接口

/dev/sda1;   1表示第一分区
/dev/sda2;   2表示第二分区
a表示磁盘编号

2.分区命令

（1).fdisk命令

选项	作用
-l	显示系统中已安装的分区表
-s	显示分区的扇区数
-u	显示分区的单元号
-c	检查分区表是否正确
-d	显示分区表中的错误
-n	显示分区的起始和结束扇区号
-v	显示fdisk的版本信息
-m	显示分区的媒体类型
-u	指定分区的单元号
-o	指定分区的文件系统编号
-r	从新分区表中创建一个新的根分区
-L	创建逻辑分区（可选）
-p	显示当前分区表的状态
-S	设置分区的扇区大小（可选）
-a	设置分区的主引导记录（MBR）类型（可选）

（2）.parted命令

选项	作用
-l，--list	列出所有块设备上的分区布局
-h，--help	显示此帮助信息

3.查看与识别命令

（1）.lsblk命令

（2）.partprobe命令

（3）.blkid命令

4.格式化命令

选项	作用
-t	文件系统类型
-v	产生冗长输出信息。帮助信息

5.挂载命令

（1）.mount命令和swapon命令

选项	作用
-t	指定要挂载的文件系统类型，常见的文件系统类型有ext4、ntfs、vfat等。
-o	指定挂载选项，比如可以指定只读挂载（ro）、允许所有用户挂载（user）、允许执行程序挂载（exec）等。
-r	以只读模式挂载文件系统。
-w	以读写模式挂载文件系统
-a	挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统。
-n	不重新挂载/etc/fstab文件中定义的文件系统。
-o remount	重新挂载一个已经挂载的文件系统，可以改变挂载选项。
-o loop	挂载一个loop设备上的文件系统。

（2）.umount命令和swapoff命令

选项	作用
-a	卸载所有可卸载文件系统

四.LVM逻辑卷

1.概述

（1）.运行原理

（2）.LVM相关概念

（3）.挂载流程

2.管理命令

功能	PV物理卷命令	VG卷组命令	LV逻辑卷命令
扫描	pvscan	vgscan	lvscan
建立	pvcreate	vgcreate	lvcreate
查询	pvdisplay	vgdisplay	lvdisplay
删除	pvremove	vgremove	lvremove
扩容		vgextend	lvextend
缩容		vgreduce	lvreduce

五.磁盘配额

1.概述

针对用户和组，用于配置用户和组在该磁盘的使用容量限制

usrquota:支持对用户的磁盘配额

grpquota：支持对组的磁盘配额

2.配置命令

（1）.quota命令

选项	作用
-g	显示 用户所在组 的 组限额. 可选项(optional).
-u	和 缺省情况 一样
-v	显示 文件系统上 的 限额, 即使 没有 占用 空间.
-q	简洁的 信息, 只 显示 超出 限额 的 文件系统.

（2）.xfs_quota命令

选项	作用
-x	启用专家模式。所有允许对配额系统进行修改的管理命令（请参阅下面的“管理员命令”部分）仅在专家模式下可用。
-c	cmd xfs_quota命令可以交互式运行（默认情况），也可以作为命令行参数运行。可以给出多个-c参数。命令按照给定的顺序运行，然后程序退出。

六.磁盘检测与修复

1.fsck命令

选项	作用
-y	检查文件系统并进行尝试修复

2.xfs_repair命令

3.badblocks命令

七.文件系统备份与复原

1.xfsdump命令

选项	作用
-f	指定备份到哪个目录
-L	指定会话标签
-M	指定设备标签
-s	指定分区中文件或目录的相对路径

2.xfsrestore命令

选项	作用
-f	指定需要恢复的备份文件