磁盘结构

设备文件

Linux 哲学思想：一切皆文件

对于硬件设备，在Linux系统中，也是以文件的形式呈现出来的

设备文件：关联至一个设备驱动程序，进而能够与之对应的硬件设备进行通信

#普通文件
[root@rocky86 ~]# ll t*
-rw-r--r--  1 root root  20 Jul 11 21:17 test
-rw-r--r--  1 root root 178 Jul 15 09:50 test2.sh

#设备文件
[root@rocky86 ~]# ll /dev/sda
brw-rw---- 1 root disk 8, 0 Jul 29 08:51 /dev/sda

#设备文件
[root@rocky86 ~]# ll /dev/tty0
crw--w---- 1 root tty 4, 0 Jul 29 08:51 /dev/tty0

设备号

设备号	英文	作用
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

设备文件类型

设备类型	英文	文件类型标识字符	存取单位	典型设备
块设备	block	b	块	磁盘
字符设备	char	c	字符	键盘

磁盘设备的设备文件命名

设备类型	设备文件命名	备注
ASA,SATA,SCSI,IDE,USB	/dav/sda;/deb/sdb;/dev/sdc…
nvme协议硬盘	/dev/nvme0n1;/dev/nvme0n2…
虚拟磁盘	/dev/vda;/dev/vdb;/dev/xvda;/dev/xvdb…

添加硬盘，不重启识别

[root@rocky86 ~]# echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/host0/scan

[root@rocky86 ~]# echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/host1/scan 

[root@rocky86 ~]# echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/host2/scan

硬盘类型

硬盘接口类型

IDE：133MB/s，并行接口，早期家用电脑
SCSI：640MB/s，并行接口，早期服务器
SATA：6Gbps，SATA数据端口与电源端口是分开的，即需要两条线，一条数据线，一条电源线
SAS：6Gbps，SAS是一整条线，数据端口与电源端口是一体化的，SAS中是包含供电线的，而 SATA中不包含供电线。SATA标准其实是 SAS标准的一个子集，二者可兼容，SATA硬盘可以插入SAS主板上，反之不行
USB：480MB/s
M.2：

注意：速度不是由单纯的接口类型决定，支持Nvme协议硬盘速度是最快的

服务器硬盘大小

LFF：3.5寸，一般见到的那种台式机硬盘的大小
SFF：Small Form Factor 小形状因数，2.5寸，注意不同于2.5寸的笔记本硬盘

L、S分别是大、小的意思，目前服务器或者盘柜采用sff规格的硬盘主要是考内虑增大单位密度内的磁盘容量、增强散热、减小功耗

机械硬盘和固态硬盘

机械硬盘（HDD）：Hard Disk Drive，即是传统普通硬盘，主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存等几个部分组成。机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小，所有的磁头联在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。数据通过磁头由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上，也可以通过相反方式读取。硬盘为精密设备，进入硬盘的空气必须过滤

固态硬盘（SSD）：Solid State Drive，用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致

相较于HDD，SSD在防震抗摔、传输速率、功耗、重量、噪音上有明显优势，SSD传输速率性能是HDD 的2倍

相较于SSD，HDD在价格、容量占有绝对优势

硬盘有价，数据无价，目前SSD不能完全取代HHD

机械硬盘结构

硬盘存储术语

硬盘存储术语 CHS

术语	英文	描述
磁头	head	一个盘面对应一个磁头
磁道	track	盘面上的每一圈就是一个磁道
扇区	sector	把每个磁道按512bytes大小再进行划分，这就是扇区，每个磁道上的扇区数量是不一样的
柱面	cylinder	磁头移动的时候，是一起移动的，如果是6个盘面，则6个磁头对应的磁道是一致的，这就是柱面

CentOS7之后，就只显示扇区信息了

CentOS 5 之前版本 Linux 以柱面的整数倍划分分区，CentOS 6之后可以支持以扇区划分分区

范例：查看CHS信息

#rocky8.6默认只有扇区信息
[root@rocky86 ~]# fdisk -l /dev/sda
Disk /dev/sda: 200 GiB, 214748364800 bytes, 419430400 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x3475e2b0

Device     Boot   Start       End   Sectors Size Id Type
/dev/sda1 *       2048   2099199   2097152   1G 83 Linux
/dev/sda2       2099200 419430399 417331200 199G 8e Linux LVM

#加参数后可显示更详细信息
[root@rocky86 ~]# fdisk -u=cylinder -l /dev/sda
Disk /dev/sda: 200 GiB, 214748364800 bytes, 419430400 sectors
Geometry: 255 heads, 2 sectors/track, 26108 cylinders
Units: cylinders of 510 * 512 = 261120 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x3475e2b0

Device     Boot Start   End Cylinders Size Id Type
/dev/sda1 *        5   4117      4113   1G 83 Linux
/dev/sda2        4117 822413    818297 199G 8e Linux LVM


#centos6上默认会显示详细信息
[root@centos6 ~]# fdisk -l /dev/sda
Disk /dev/sda: 214.7 GB, 214748364800 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 26108 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x0006fc79
   Device Boot     Start         End     Blocks   Id System
/dev/sda1   *           1         131     1048576   83 Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2             131       12879   102400000   83 Linux
/dev/sda3           12879       19253    51200000   83 Linux
/dev/sda4           19253       26109    55065600    5 Extended
/dev/sda5           19254       19515     2097152   82 Linux swap / Solaris

范例：识别SSD和机械硬盘类型

#1表示机械，0表示SSD
[root@rocky86 ~]# lsblk -d -o name,rota
NAME       ROTA
sda        1
sr0        1
nvme0n1    0
nvme0n2    0


[root@rocky86 ~]# ls /sys/block/
nvme0n1 nvme0n2 sda sr0

[root@rocky86 ~]# cat /sys/block/*/queue/rotational
0
0
1
1

[root@rocky86 ~]# cat /sys/block/sda/queue/rotational 
1

范例: 测速

1
2
3

[root@ubuntu1804 ~]# dd | hdparm -t /dev/sda 
/dev/sda:
 Timing buffered disk reads: 1854 MB in  3.00 seconds = 617.80 MB/sec

区位记录磁盘扇区结构ZBR（Zoned Bit Recording）

磁盘上寻址的两种方式

CHS

CHS采用 24 bit位寻址
其中前10位表示cylinder，中间8位表示head，后面6位表示sector
最大寻址空间 8 GB

LBA（logical block addressing）

LBA是一个整数，通过转换成 CHS 格式完成磁盘具体寻址
ATA-1规范中定义了28位寻址模式，以每扇区512位组来计算，ATA-1所定义的28位LBA上限达到 128 GiB。2002年ATA-6规范采用48位LBA，同样以每扇区512位组计算容量上限可达128 Petabytes

由于CHS寻址方式的寻址空间在大概8GB以内，所以在磁盘容量小于大概8GB时，可以使用CHS寻址方式或是LBA寻址方式；在磁盘容量大于大概8GB时，则只能使用LBA寻址方式

管理存储

使用磁盘空间过程

设备分区
创建文件系统
挂载新的文件系统

磁盘分区

为什么分区

优化I/O性能
实现磁盘空间配额限制
提高修复速度
隔离系统和程序
安装多个OS
采用不同文件系统

分区方式

两种分区方式：MBR，GPT

MBR分区

MBR：Master Boot Record，1982年，使用32位表示扇区数，分区不超过2T

划分分区的单位：

CentOS 5 之前按整柱面划分
CentOS 6 版本后可以按Sector划分

0磁道0扇区：512bytes

446bytes: boot loader 启动相关
64bytes：分区表，其中每16bytes标识一个分区
2bytes: 55AA，标识位

MBR分区中一块硬盘最多有4个主分区，也可以3主分区+1扩展(N个逻辑分区)

MBR分区：主和扩展分区对应的1–4，/dev/sda3，逻辑分区从5开始，/dev/sda5

MBR分区结构

为什么不能超过4个主分区？

因为在 0磁道0扇区上只留了64bytes空间存储分区表信息，而一个分区的关键信息要占用16个字节来存放

为什么单分区不能超2T？

一个分区信息占用16个字节，其中记录分区开始位置的空间为4个字节，记录分区结束位置的空间也是4个字节；

一个字节8位，4个字节是32位，则起始位最小值为32个0，结束位最大值为32个1，

所以一个分区，最大就是2的32次方个扇区，一个扇区512字节，则最大空间是 2^ 32*2^9 = 2^41 字节；

2^40 是T，那2^41就表示不超过2T

硬盘主引导记录MBR由4个部分组成

主引导程序（偏移地址0000H–0088H），它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序
出错信息数据区，偏移地址0089H–00E1H为出错信息，00E2H–01BDH全为0字节
分区表（DPT,Disk Partition Table）含4个分区项，偏移地址01BEH–01FDH,每个分区表项长16个字节，共64字节为分区项1、分区项 2、分区项3、分区项4
结束标志字，偏移地址01FE–01FF的2个字节值为结束标志55AA

MBR中DPT结构（disk partition table 磁盘分区表）

范例：查看分区表信息

1	[root@rocky86 ~]# hexdump -C -n 512 /dev/sda

范例: 备份MBR的分区表,并破坏后恢复

#查看分区表
[root@rocky86 ~]# fdisk -l /dev/sda
Disk /dev/sda: 200 GiB, 214748364800 bytes, 419430400 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x5b8e1003
Device     Boot   Start       End   Sectors Size Id Type
/dev/sda1 *       2048   2099199   2097152   1G 83 Linux
/dev/sda2       2099200 419430399 417331200 199G 8e Linux LVM


#备份MBR分区表
[root@rocky86 ~]# dd if=/dev/sda of=/data/dpt.img bs=1 count=64 skip=446

#64字节大小
[root@rocky86 ~]# ll /data/dpt.img 
-rw-r--r-- 1 root root 64 Jul 30 11:49 /tmp/dpt.img

#查看具体内容
[root@rocky86 ~]# hexdump -vC /data/dpt.img

#备份到远端
[root@rocky86 ~]# scp /tmp/dpt.img 10.0.0.157:

#破坏MBR分区表
[root@rocky86 ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=64 seek=446

64+0 records in
64+0 records out
64 bytes copied, 0.00248682 s, 25.7 kB/s

#再次查看前512字节
[root@rocky86 ~]# hexdump -vC -n 512 /dev/sda

#再次查看分区表，没有分区信息
[root@rocky86 ~]# fdisk -l /dev/sda
Disk /dev/sda: 200 GiB, 214748364800 bytes, 419430400 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x3475e2b0

#但内存中还有相关信息
[root@rocky86 ~]# lsblk
NAME       MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    0 200G  0 disk 
├─sda1        8:1    0   1G  0 part /boot
└─sda2        8:2    0 199G  0 part 
 ├─rl-root 253:0    0   70G  0 lvm /
 ├─rl-swap 253:1    0   2G  0 lvm [SWAP]
 └─rl-home 253:2    0 127G  0 lvm /home
sr0          11:0    1 10.5G  0 rom 

#重启后无法进系统
[root@rocky86 ~]# reboot

#用光盘启动,进入Rescue mode,选第3项skip to shell

#配置网络
ifconfig ens160 10.0.0.158/24

#或 ip a 10.0.0.158/24 dev ens160

#从远端拿回分区表信息
scp 10.0.0.157:/root/dpt.img .

#恢复MBR分区表
dd if=dpt.img of=/dev/sda bs=1 seek=446

#重启
reboot

问题：如何利用分区策略相同的另一台主机的分区表来还原和恢复当前主机破环的分区表？

GPT分区

GPT：GUID（Globals Unique Identifiers） partition table 支持128个分区，使用64位，支持8Z（ 512Byte/block ）64Z （ 4096Byte/block）

使用128位UUID(Universally Unique Identifier) 表示磁盘和分区，GPT分区表自动备份在头和尾两份，并有CRC校验位

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface 统一可扩展固件接口)硬件支持GPT，使得操作系统可以启动

GPT分区结构

GPT分区结构分为4个区域：

GPT头
分区表
GPT分区
备份区域

范例：ubuntu默认使用gpt分区

root@ubuntu22:~# fdisk -l /dev/sda
Disk /dev/sda: 200 GiB, 214748364800 bytes, 419430400 sectors
Disk model: VMware Virtual S
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: D7BA0964-556C-4442-87F5-9B57ACD27E8A

Device       Start       End   Sectors Size Type
/dev/sda1     2048      4095      2048   1M BIOS boot
/dev/sda2     4096   4198399   4194304   2G Linux filesystem
/dev/sda3  4198400 419428351 415229952 198G Linux filesystem

BIOS和UEFI

BIOS是固化在电脑主板上的程序，主要用于开机系统自检和引导操作系统。目前新式的电脑基本上都是 UEFI启动

BIOS（Basic Input Output System 基本输入输出系统）主要完成系统硬件自检和引导操作系统，操作系统开始启动之后，BIOS的任务就完成了。系统硬件自检：如果系统硬件有故障，主板上的扬声器就会发出长短不同的“滴滴”音，可以简单的判断硬件故障，比如“1长1短”通常表示内存故障，“1长3短”通常表示显卡故障

BIOS在1975年就诞生了，使用汇编语言编写，当初只有16位，因此只能访问1M的内存，其中前640K称为基本内存，后384K内存留给开机和各类BIOS本身使用。BIOS只能识别到主引导记录（MBR）初始化的硬盘，最大支持2T的硬盘，4个主分区（逻辑分区中的扩展分区除外），而目前普遍实现了64位系统，传统的BIOS已经无法满足需求了，这时英特尔主导的EFI就诞生了

EFI（Extensible Firmware Interface）可扩展固件接口，是 Intel 为PC 固件的体系结构、接口和服务提出的建议标准。其主要目的是为了提供一组在 OS 加载之前（启动前）在所有平台上一致的、正确指定的启动服务，被看做是BIOS的继任者，或者理解为新版BIOS。

UEFI是由EFI1.10为基础发展起来的，它的所有者已不再是Intel，而是一个称作Unified EFI Form的国际组织

UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)统一的可扩展固件接口，是一种详细描述类型接口的标准。UEFI相当于一个轻量化的操作系统，提供了硬件和操作系统之间的一个接口，提供了图形化的操作界面。最关键的是引入了GPT分区表，支持2T以上的硬盘，硬盘分区不受限制

BIOS和UEFI区别

BIOS采用了16位汇编语言编写，只能运行在实模式（内存寻址方式由16位段寄存器的内容乘以16(10H) 当做段基地址，加上16位偏移地址形成20位的物理地址）下，可访问的内存空间为1MB，只支持字符操作界面

UEFI采用32位或者64位的C语言编写，突破了实模式的限制，可以达到最大的寻址空间，支持图形操作界面，使用文件方式保存信息，支持 GPT分区启动，适合和较新的系统和硬件的配合使用

BIOS+MBR与UEFI+GPT

MSDN (Microsoft Developer Network) 指出，Windows 只能安装于 BIOS + MBR 或是 UEFI + GPT 的组合上，而 BIOS + GPT 和 UEFI + MBR 是不允许的。但是 BIOS + GPT + GRUB 启动Linux 是可以的

管理分区

列出块设备

lsblk [options] [<device> ...]


#常用选项
-a|--all              #输出所有设备信息
-b|--bytes            #以字节为单位显示设备大小
-d|--nodeps           #不显示分区信息
-e|--exclude <list>   #以主设备号排除设备
-f|--fs               #显示文件系统
-i|--ascii            #只使用 ascii 字符输出
-I|--include <list>   #仅显示指定的设备
-J|--json             #以json格式显示输出
-l|--list             #以列表显示
-T|--tree             #以树状结构显示，默认项
-m|--perms            #显示属主属组及权限
-n|--noheadings       #不显示表头
-o|--output <list>    #只显示指定列
-O|--output-all       #显示所有列
-p|--paths            #显示设备全路径
-P|--pairs            #以 k=>v 的格式显示输出
-r|--raw              #原样输出
-s|--inverse          #反向显示关联信息
-S|--scsi             #显示scsi设备(small computer system interface device,小型计算机接口设备)
-t|--topology         #显示拓扑信息


#常用字段
NAME        #设备名称
MAJ:MIN     #主设备号:次设备号
RM          #是否是可移动设备
SIZE        #设备容量大小
RO          #是否是只读设备
TYPE        #设备类型
MOUNTPOINT  #挂载点

范例：

[root@rocky ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
sr0          11:0    1  1.7G  0 rom  
nvme0n1     259:0    0  200G  0 disk 
├─nvme0n1p1 259:1    0  200M  0 part /boot
└─nvme0n1p2 259:2    0  126G  0 part 
  ├─rl-root 253:0    0  100G  0 lvm  /
  ├─rl-swap 253:1    0    1G  0 lvm  [SWAP]
  └─rl-home 253:2    0   25G  0 lvm  /home
nvme0n2     259:3    0   20G  0 disk

# 显示全路径
[root@rocky ~]# lsblk -p
NAME                    MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
/dev/sr0                 11:0    1  1.7G  0 rom  
/dev/nvme0n1            259:0    0  200G  0 disk 
├─/dev/nvme0n1p1        259:1    0  200M  0 part /boot
└─/dev/nvme0n1p2        259:2    0  126G  0 part 
  ├─/dev/mapper/rl-root 253:0    0  100G  0 lvm  /
  ├─/dev/mapper/rl-swap 253:1    0    1G  0 lvm  [SWAP]
  └─/dev/mapper/rl-home 253:2    0   25G  0 lvm  /home
/dev/nvme0n2            259:3    0   20G  0 disk

#显示文件系统
[root@rocky ~]# lsblk -f
NAME        FSTYPE      FSVER            LABEL                UUID                                   FSAVAIL FSUSE% MOUNTPOINTS
sr0         iso9660     Joliet Extension Rocky-9-4-x86_64-dvd 2024-05-05-01-12-25-00                                
nvme0n1                                                                                                             
├─nvme0n1p1 xfs                                               1e30bccb-53d6-4f26-bc88-018396bfae13     28.4M    85% /boot
└─nvme0n1p2 LVM2_member LVM2 001                              ebXpiz-oYJQ-R3cv-TPPn-iGch-rqNX-nyM96C                
  ├─rl-root xfs                                               94a29cef-4cd4-4a0f-bd79-dd8bf658dcb5       98G     2% /
  ├─rl-swap swap        1                                     a16fb3ee-1e0d-44db-9a79-2622bd7eab3a                  [SWAP]
  └─rl-home xfs                                               663f89cc-4c97-435d-9c66-f992e2a458af     24.7G     1% /home
nvme0n2

创建分区命令

fdisk          #管理MBR分区
gdisk          #管理GPT分区
parted         #高级分区操作，可以是交互或非交互方式

partprobe      #重新设置内存中的内核分区表版本，适合于除了CentOS 6 以外的其它版本 5，7，8

parted 命令

注意：parted的操作都是实时生效的，没有交互式确认

格式：

parted [OPTION]... [DEVICE [COMMAND [PARAMETERS]...]...]


#常用选项
-l|--list                                #显示所有硬盘分区信息
-s|--script                              #不输出提示信息

#常用子命令
align-check TYPE N                       #检查分区是否满足对齐(最小|最佳)类型的对齐方式
help [COMMAND]                           #显示命令帮助
mklabel|mktable LABEL-TYPE               #指定磁盘的分区类型 gpt|msdos(mbr)
mkpart PART-TYPE [FS-TYPE] START END     #新建分区,指定分区类型，文件系统，开始结束位置
name NUMBER NAME                         #重命名指定分区
print [devices|free|list,all|NUMBER]     #显示
quit                                     #退出
rescue START END                         #空间碎片整理
resizepart NUMBER END                    #重置分区大小
rm NUMBER                                #删除指定分区
select DEVICE                            #选择设备
disk_set FLAG STATE                      #为设备打标签
disk_toggle [FLAG]                       #修改flag
set NUMBER FLAG STATE                    #设置flag
toggle [NUMBER [FLAG]]                   #修改flag
unit UNIT                                #设置默认单位, 默认为MB，B|KB|MB|GB|TB
version                                  #显示版本

范例:

#显示所有分区信息
[root@rocky86 ~]# parted -l
......
......

#显示指定磁盘设备分区信息
[root@rocky86 ~]# parted /dev/sdb print
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: 

Number Start End Size Type File system Flags


#在磁盘上创建GPT分区
[root@rocky86 ~]# parted /dev/sdb mklabel gpt
Warning: The existing disk label on /dev/sdb will be destroyed and all data on this disk will be lost. Do you 
want to continue?
Yes/No? yes                   
Information: You may need to update /etc/fstab.

#再次查看
[root@rocky86 ~]# parted /dev/sdb print                                    
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: 

Number Start End Size File system Name Flags


#创建分区
[root@rocky86 ~]# parted /dev/sdb mkpart primary 1 1001
Information: You may need to update /etc/fstab.

#再次查看
[root@rocky86 ~]# parted /dev/sdb print
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: 

Number Start   End     Size   File system Name     Flags
1     1049kB 1001MB 1000MB xfs         primary


#再次创建
[root@rocky86 ~]# parted /dev/sdb mkpart primary 1002 1102
Information: You may need to update /etc/fstab.

#再次查看
[root@rocky86 ~]# parted /dev/sdb print
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: 

Number Start   End     Size   File system Name     Flags
1     1049kB 1001MB 1000MB xfs            primary
2     1002MB 1102MB  99.6MB               primary


#删除
[root@rocky86 ~]# parted /dev/sdb rm 2
Information: You may need to update /etc/fstab.

#再次查看
[root@rocky86 ~]# parted /dev/sdb print                                   
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: 

Number Start   End     Size   File system Name     Flags
1     1049kB 1001MB 1000MB xfs         primary

分区工具fdisk和gdisk

fdisk

fdisk [options] <disk>      
fdisk [options] -l [<disk>] 

#类似于fdisk 的GPT分区工具
gdisk [options] [device...] 

#常用选项
-b|--sector-size <size>      #指定扇区大小，默认512字节
-L|--color[=color]           #显示时是否添加颜色(auto|always|never)默认启用颜色
-l|--list                    #显示
-o|--output <list>           #只显示指定列
-u|--units[=<unit>]          #设置显示单位 cylinders|sectors，默认sectors
-s|--getsz                   #显示设备有多少个扇区
-b|--bytes N                 #以指定的字节大小来计算扇区数量
-t|--type type               #只显示指定类型的分区表
-C|--cylinders N             #指定柱面数
-H|--heads N                 #指定磁头数
-S|--sectors N               #指定每条磁道的扇区数


#常用子命令
p                   #输出分区列表
t                   #更改分区类型
n                   #创建新分区
d                   #删除分区
v                   #校验分区
u                   #转换单位
w                   #保存并退出
q                   #不保存并退出
x                   #高级功能(专家模式)


#不同类型分区可用的列，配合 -o 选项
gpt: Device Start End Sectors Size Type Type-UUID Attrs Name UUID
dos: Device Start End Sectors Cylinders Size Type Id Attrs Boot End-C/H/S Start-C/H/S
bsd: Slice Start End Sectors Cylinders Size Type Bsize Cpg Fsize
sgi: Device Start End Sectors Cylinders Size Type Id Attrs
sun: Device Start End Sectors Cylinders Size Type Id Flags

范例：显示分区列表

#显示所有设备
[root@rocky86 ~]# fdisk -l

#显示指定设备
[root@rocky86 ~]# fdisk -l /dev/sda

范例：显示指定列

[root@rocky ~]# fdisk -lo id,size,type /dev/nvme0n1
Disk /dev/nvme0n1: 200 GiB, 214748364800 bytes, 419430400 sectors
Disk model: VMware Virtual NVMe Disk
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0xafe9c023

Id  Size Type
83  200M Linux
8e  126G Linux LVM

范例：查看内核是否已经识别新的分区

[root@rocky ~]# cat /proc/partitions 
major minor  #blocks  name

 259        0  209715200 nvme0n1
 259        1     204800 nvme0n1p1
 259        2  132128768 nvme0n1p2
 259        3   20971520 nvme0n2
  11        0    1786752 sr0
 253        0  104857600 dm-0
 253        1    1048576 dm-1
 253        2   26214400 dm-2

CentOS 7,8 同步分区表

1	[root@rocky86 ~]# partprobe

CentOS6 通知内核重新读取硬盘分区表

#新增分区
# partx -a /dev/DEVICE 
# kpartx -a /dev/DEVICE -f: force
[root@centos6 ~]# partx -a /dev/sda


#删除分区
# partx -d --nr M-N /dev/DEVICE
[root@centos6 ~]# partx -d --nr 6-8 /dev/sda

范例: 非交互式创建分区

[root@rocky86 ~]# echo -e 'n\np\n\n\n+1G\nw' | fdisk /dev/sdb

[root@rocky86 ~]# fdisk /dev/sdb <<EOF 
n
p
+1G
w
EOF

[root@rocky86 ~]# lsblk /dev/sdb
NAME   MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb      8:16   0 20G  0 disk 
├─sdb1   8:17   0   1G  0 part 
└─sdb2   8:18   0   1G  0 part

gdisk

gdisk [ -l ] device

#常用子命令
b                         #备份分区表到指定文件
c                         #修改分区名
d                         #删除分区 
i                         #显示分区详细信息
l                         #列出所有分区类型
n                         #新建分区
o                         #创建新的分区表
p                         #查看分区
q                         #退出
r                         #恢复和转换选项，非专业人士勿用
s                         #排序
t                         #修改分区类型，默认 8300,表示普通分区
v                         #检测硬盘是否有问题
w                         #保存退出
x                         #额外功能，专家模式
?                         #显示帮助

文件系统

文件系统概念

文件系统是操作系统用于明确存储设备或分区上的文件的方法和数据结构；即在存储设备上组织文件的方法。

操作系统中负责管理和存储文件信息的软件结构称为文件管理系统，简称文件系统

从系统角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，安全控制，日志，压缩，加密等。

查看当前内核支持的文件系统：

#rocky8.6
[root@rocky86 ~]# ls /lib/modules/`uname -r`/kernel/fs
binfmt_misc.ko.xz  cifs   ext4    fuse   jbd2          nfs         nls       squashfs
cachefiles         cramfs fat     gfs2   lockd         nfs_common  overlayfs udf
ceph               dlm    fscache isofs  mbcache.ko.xz nfsd        pstore    xfs


#ubuntu22.04
root@ubuntu22:~# ls /lib/modules/`uname -r`/kernel/fs
9p     bfs            coda    f2fs      hfs      ksmbd       nfsd    omfs       quota         ubifs
adfs   binfmt_misc.ko cramfs  fat       hfsplus  lockd       nilfs2  orangefs   reiserfs     udf
affs   btrfs          dlm     freevxfs  hpfs     minix       nls     overlayfs  romfs         ufs
afs    cachefiles     efs     fscache   isofs    netfs       ntfs    pstore     shiftfs.ko   vboxsf
autofs ceph           erofs   fuse      jffs2    nfs         ntfs3   qnx4       smbfs_common xfs
befs   cifs           exfat   gfs2      jfs      nfs_common  ocfs2   qnx6       sysv   zonefs

查看当前系统可用的文件系统：

#rocky8.6
[root@rocky86 ~]# cat /proc/filesystems 
nodev sysfs
nodev tmpfs
nodev bdev
nodev proc
nodev cgroup
nodev cgroup2
nodev cpuset
nodev devtmpfs
nodev configfs
nodev debugfs
nodev tracefs
nodev securityfs
nodev sockfs
nodev bpf
nodev pipefs
nodev ramfs
nodev hugetlbfs
nodev devpts
nodev autofs
nodev pstore
nodev mqueue
 fuseblk
nodev fuse
nodev fusectl
 xfs
nodev rpc_pipefs


#ubuntu22.04
root@ubuntu22:~# cat /proc/filesystems 
nodev sysfs
nodev tmpfs
nodev bdev
nodev proc
nodev cgroup
nodev cgroup2
nodev cpuset
nodev devtmpfs
nodev configfs
nodev debugfs
nodev tracefs
nodev securityfs
nodev sockfs
nodev bpf
nodev pipefs
nodev ramfs
nodev hugetlbfs
nodev devpts
 ext3
 ext2
 ext4
 squashfs
 vfat
nodev ecryptfs
 fuseblk
nodev fuse
nodev fusectl
nodev mqueue
nodev pstore
 btrfs
nodev autofs

当前系统支持的文件系统和当前系统可用的文件系统是两回事，modules 中的文件系统在编译时选择了才是可用的，而可用的文件系统包含了默认支持的文件系统，如果需要使用某个文件系统，而该文件系统又不在proc 中，则需要重新编译内核；

各种文件系统：https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_file_systems

帮助：man 5 fs

文件系统类型

Linux 常用文件系统

文件系统	备注
ext2	Extended file system 适用于那些分区容量不是太大，更新也不频繁的情况，例如 /boot 分区
ext3	ext2 的改进版本，其支持日志功能，能够帮助系统从非正常关机导致的异常中恢复
ext4	ext 文件系统的最新版。有很多新的特性，包括纳秒级时间戳、巨型文件 (16TB)、最大1EB的文件系统，以及速度的提升
xfs	SGI，支持最大8EB的文件系统
swap	交换分区专用的文件系统
iso9660	光盘文件系统
btrFS	Oracle公司开发
reiserFS	最有潜力的文件系统。2008年，由于ReiserFS的创始人Hans Reiser的谋杀罪名成立，导致废弃

Windows 常用文件系统

文件系统	备注
FAT32	最多只能支持16TB的文件系统和4GB的文件
NTFS	最多只能支持16EB的文件系统和16EB的文件
extFAT

Unix常用文件系统

文件系统	备注
FFS(fast)
UFS(unix)	UFS是UNIX文件系统的简称，几乎是大部分UNIX类操作系统默认的基于磁盘的文件系统
JFS2

网络文件系统

文件系统	备注
NFS	Network File System，即网络文件系统
CIFS

集群文件系统

文件系统	备注
GFS2	基于X86_64，最大文件系统可到100TB
OCFS2(oracle)

分布式文件系统

文件系统	备注
fastdFS
ceph	不仅仅是一个文件系统，还是一个有企业级功能的对象存储生态环境
mooseFS
mogileFS
glusterFS
Lustre

RAW

裸文件系统,未经处理或者未经格式化产生的文件系统

常用的文件系统特性：

FAT32

最多只能支持16TB的文件系统和4GB的文件

NTFS

最多只能支持16EB的文件系统和16EB的文件

EXT3

最多只能支持32TB的文件系统和2TB的文件，实际只能容纳2TB的文件系统和16GB的文件
Ext3目前只支持32000个子目录
Ext3文件系统使用32位空间记录块数量和 inode数量
当数据写入到Ext3文件系统中时，Ext3的数据块分配器每次只能分配一个4KB的块

EXT4

EXT4是Linux系统下的日志文件系统，是EXT3文件系统的后继版本
Ext4的文件系统容量达到1EB，而支持单个文件则达到16TB
理论上支持无限数量的子目录
Ext4文件系统使用64位空间记录块数量和 inode数量
Ext4的多块分配器支持一次调用分配多个数据块
修复速度更快

XFS

根据所记录的日志在很短的时间内迅速恢复磁盘文件内容
用优化算法，日志记录对整体文件操作影响非常小
是一个全64-bit的文件系统，最大可以支持8EB的文件系统，而支持单个文件则达到8EB
能以接近裸设备I/O的性能存储数据

文件系统的组成部分

内核中的模块：ext4, xfs, vfat
Linux的虚拟文件系统：VFS
用户空间的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs,mkfs.vfat

文件系统选择管理

创建文件系统

mkfs

mkfs [options] [-t <type>] [fs-options] <device> [<size>]

#常用选项
-t|--type=model           #指定文件系统类型 (ext2|ext3|ext4|xfs)，默认 ext2
-b                        #指定块 block 大小 (1024|2048|4096)
-L LABEL                  #设置卷标
-V|--verbose              #显示创建过程
-j                        #同 -t ext3
-i N                      #为数据空间中每多少个字节创建一个inode；不应该小于block大小
-N N                      #指定分区中创建多少个inode
-I N                      #一个inode记录占用的磁盘空间大小，128---4096
-m N                      #默认5%,为管理人员预留空间占总空间的百分比
-O FEATURE[,...]          #启用指定特性
-O ^FEATURE               #关闭指定特性

范例：

#创建ext4 文件系统
#mkfs.ext4 /dev/sdc1 等同于 mkfs -t ext4 /dev/sdc1

[root@rocky86 ~]# mkfs.ext4 /dev/sdc1
mke2fs 1.45.6 (20-Mar-2020)
Creating filesystem with 262144 4k blocks and 65536 inodes
Filesystem UUID: 80402d09-2ec9-423a-a13a-fb25df9774da
Superblock backups stored on blocks: 
 32768, 98304, 163840, 229376
 
Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (8192 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

#创建xfs文件系统
[root@rocky86 ~]# mkfs.xfs /dev/sdc2 
meta-data=/dev/sdc2              isize=512    agcount=4, agsize=131072 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=1, sparse=1, rmapbt=0
         =                       reflink=1    bigtime=0 inobtcount=0
data     =                       bsize=4096   blocks=524288, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0, ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

范例：查看

[root@rocky86 ~]# lsblk -f
NAME       FSTYPE     LABEL               UUID                                   MOUNTPOINT
sda                                                                                 
├─sda1     xfs                             94a73757-555a-4d2b-8153-f54277c4c50d   /boot
└─sda2     LVM2_member                     qLmfIa-YvfP-3Du3-dwVG-a0qM-eZRR-uP3P80 
 ├─rl-root xfs                             bd1ab1fd-ee1c-4908-a7b3-e83a170adda9   /
 ├─rl-swap swap                            c6f13a3f-a2f3-4ba7-a591-879f476fdd1a   [SWAP]
 └─rl-home xfs                             22a09cff-b3f2-48c5-b251-c1c4af9b11b7   /home
sdb                                                                                 
├─sdb1                                                                              
├─sdb2                                                                              
├─sdb5                                                                              
└─sdb6                                                                              
sdc                                                                                 
├─sdc1     ext4                            a7751b8e-da27-447e-9466-79127e0850af   
└─sdc2     xfs                             205ecdf1-1f0e-495d-a1ab-2f74b6ab98a0   
sr0        iso9660                         Rocky-8-6-x86_64-dvd 2022-05-15-21-06-44-00   

#df 只能查看己挂载的设备
[root@rocky86 ~]# df -l
Filesystem         1K-blocks     Used Available Use% Mounted on
devtmpfs               883748        0    883748   0% /dev
tmpfs                  914116        0    914116   0% /dev/shm
tmpfs                  914116     9536    904580   2% /run
tmpfs                  914116        0    914116   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/rl-root  73364480 11770668  61593812  17% /
/dev/mapper/rl-home 133071376   961128 132110248   1% /home
/dev/sda1             1038336   260336    778000  26% /boot
tmpfs                  182820       12    182808   1% /run/user/42
tmpfs                  182820        0    182820   0% /run/user/0

mke2fs

ext系列文件系统专用管理工具

mke2fs [OPTION]... DEVICE 


#常用选项
-t                          #指定文件系统类型 {ext2|ext3|ext4|xfs} 
-b                          #指定块大小{1024|2048|4096} 
-L LABEL                    #设置卷标
-j                          #同 -t ext3，mkfs.ext3|mkfs -t ext3|mke2fs -j|mke2fs -t ext3
-i N                        #为数据空间中每多少个字节创建一个inode 不应该小于block大小
-N N                        #指定分区中创建多少个inode
-I N                        #一个inode记录占用的磁盘空间大小，128---4096
-m N                        #默认5%,为管理人员预留空间占总空间的百分比 
-O FEATURE[,...]            #启用指定特性
-O ^FEATURE                 #关闭指定特性

查看和管理分区信息

blkid

查看块设备属性信息

blkid [OPTION]... [DEVICE]


#常用选项
-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

范例：

#显示所有
[root@rocky86 ~]# blkid
/dev/sdc1: UUID="a7751b8e-da27-447e-9466-79127e0850af" BLOCK_SIZE="4096" TYPE="ext4" PARTLABEL="Linux 
filesystem" PARTUUID="45ac71ce-1e51-4e92-ab43-7e7c71bab06a"
/dev/sr0: BLOCK_SIZE="2048" UUID="2022-05-15-21-06-44-00" LABEL="Rocky-8-6-x86_64-dvd" TYPE="iso9660"
PTUUID="6b8b4567" PTTYPE="dos"
/dev/sda1: UUID="94a73757-555a-4d2b-8153-f54277c4c50d" BLOCK_SIZE="512" TYPE="xfs" PARTUUID="3475e2b0-01"
/dev/sda2: UUID="qLmfIa-YvfP-3Du3-dwVG-a0qM-eZRR-uP3P80" TYPE="LVM2_member" PARTUUID="3475e2b0-02"
/dev/mapper/rl-root: UUID="bd1ab1fd-ee1c-4908-a7b3-e83a170adda9" BLOCK_SIZE="512" TYPE="xfs"
/dev/mapper/rl-swap: UUID="c6f13a3f-a2f3-4ba7-a591-879f476fdd1a" TYPE="swap"
/dev/mapper/rl-home: UUID="22a09cff-b3f2-48c5-b251-c1c4af9b11b7" BLOCK_SIZE="512" TYPE="xfs"
/dev/sdc2: UUID="205ecdf1-1f0e-495d-a1ab-2f74b6ab98a0" BLOCK_SIZE="512" TYPE="xfs" PARTLABEL="Linux 
filesystem" PARTUUID="26bf9878-a529-4a07-be62-f854f86941da"
/dev/sdb1: PARTUUID="a5cc5319-01"
/dev/sdb5: PARTUUID="a5cc5319-05"
/dev/sdb6: PARTUUID="a5cc5319-06"


#查询
[root@rocky86 ~]# blkid -U "c6f13a3f-a2f3-4ba7-a591-879f476fdd1a"
/dev/mapper/rl-swap

e2label

管理ext系列文件系统的LABEL

1	e2label DEVICE [LABEL]

findfs

查找分区

1 2	findfs [options] LABEL=<label> findfs [options] UUID=<uuid>

范例：

1 2	[root@centos8 ~]#findfs UUID=f7f53add-b184-4ddc-8d2c-5263b84d1e15 /dev/sda2

范例:

1 2	[root@centos8 ~]#findfs `sed -En '/data/s#^([^ ]+).*#\1#p' /etc/fstab` /dev/sda3

tune2fs

重新设定ext系列文件系统可调整参数的值

tune2fs [OPTION]... [DEVICE]

#常用选项
-l                         #查看指定文件系统信息
-L LABEL                   #修改卷标
-m N                       #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, -O ^has_journal
-o                         #调整文件系统的默认挂载选项，-o ^acl 
-U UUID                    #修改UUID号

范例：

[root@rocky86 ~]# tune2fs -l /dev/sdc1
tune2fs 1.45.6 (20-Mar-2020)
Filesystem volume name:   <none>
Last mounted on:          <not available>
Filesystem UUID:          a7751b8e-da27-447e-9466-79127e0850af
Filesystem magic number:  0xEF53
Filesystem revision #:    1 (dynamic)
Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype extent 64bit flex_bg 
sparse_super large_file huge_file dir_nlink extra_isize metadata_csum
Filesystem flags:         signed_directory_hash 
Default mount options:    user_xattr acl
Filesystem state:         clean
......

dumpe2fs

显示ext文件系统信息，将磁盘块分组管理

1	dumpe2fs [OPTION]... [DEVICE]

范例：

[root@rocky86 ~]# dumpe2fs /dev/sdc1
dumpe2fs 1.45.6 (20-Mar-2020)
Filesystem volume name:   <none>
Last mounted on:         <not available>
Filesystem UUID:         a7751b8e-da27-447e-9466-79127e0850af
......


#查看超级块信息
[root@rocky86 ~]# dumpe2fs -h /dev/sdc1
dumpe2fs 1.45.6 (20-Mar-2020)
Filesystem volume name:   <none>
Last mounted on:         <not available>
Filesystem UUID:         a7751b8e-da27-447e-9466-79127e0850af
Filesystem magic number: 0xEF53
Filesystem revision #:   1 (dynamic)
......

xfs_info

显示已挂载的 xfs 文件系统信息

1	xfs_info mountpoint\|devname

范例：

[root@centos8 ~]# xfs_info /dev/sda7
meta-data=/dev/sda7              isize=512    agcount=4, agsize=131072 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=1, sparse=1, rmapbt=0
         =                       reflink=1
data     =                       bsize=4096   blocks=524288, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0, ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

文件系统检测和修复

文件系统夹故障常发生于死机或者非正常关机之后，挂载为文件系统标记为“no clean”

注意：一定不要在挂载状态下执行下面命令修复

fsck

fsck: File System Check

fsck [options] -- [fs-options] [<filesystem> ...]

#常用选项
-a                      #自动修复
-r                      #交互式修复错误

范例：

[root@rocky86 ~]# fsck.ext4 /dev/sdc1 
e2fsck 1.45.6 (20-Mar-2020)
/dev/sdc1: clean, 11/65536 files, 12955/262144 blocks

[root@rocky86 ~]# fsck -t ext4 /dev/sdc1 
fsck from util-linux 2.32.1
e2fsck 1.45.6 (20-Mar-2020)
/dev/sdc1: clean, 11/65536 files, 12955/262144 blocks

e2fsck

ext系列文件专用的检测修复工具

e2fsck [options] -- [fs-options] [<filesystem> ...]

#常用选项
-y                    #自动回答为yes
-f                    #强制修复
-p                    #自动进行安全的修复文件系统问题

xfs_repair

xfs文件系统专用检测修复工具

xfs_repair [options] device

#常用选项
-f                       #修复文件，而设备
-n                       #只检查
-d                       #允许修复只读的挂载设备，在单用户下修复 / 时使用，然后立即reboot

范例：修改破坏的ext文件系统

[root@centos8 ~]#mount /dev/sdb2 /mnt
[root@centos8 ~]#cp /etc/fstab /mnt/f1
[root@centos8 ~]#cp /etc/fstab /mnt/f2
[root@centos8 ~]#ls /mnt
f1 f2 lost+found

[root@centos8 ~]#dd if=/dev/zero of=/dev/sdb2 bs=1M count=1
1+0 records in
1+0 records out
1048576 bytes (1.0 MB, 1.0 MiB) copied, 0.00128317 s, 817 MB/s

[root@centos8 ~]#ls /mnt
[root@centos8 ~]#tune2fs -l /dev/sdb2
tune2fs 1.44.6 (5-Mar-2019)
tune2fs: Bad magic number in super-block while trying to open /dev/sdb2

[root@centos8 ~]#df
Filesystem               1K-blocks                 Used Available Use% Mounted 
on
devtmpfs                     391676                    0    391676   0% /dev
tmpfs                        408092                    0    408092   0% /dev/shm
tmpfs                        408092                 5824    402268   2% /run
tmpfs                        408092                    0    408092   0% 
/sys/fs/cgroup
/dev/sda2                 104806400              4381120 100425280   5% /
/dev/sda3                  52403200               398584  52004616   1% /data
/dev/sda1                    999320               130848    799660  15% /boot
tmpfs                         81616                    0     81616   0% 
/run/user/0
/dev/sdb2      73786976294838107984 73786976294836115464   1976136 100% /mnt


[root@centos8 ~]#umount /mnt
[root@centos8 ~]#e2fsck /dev/sdb2
e2fsck 1.44.6 (5-Mar-2019)
ext2fs_open2: Bad magic number in super-block
e2fsck: Superblock invalid, trying backup blocks...
test was not cleanly unmounted, check forced.
Resize inode not valid. Recreate<y>? yes
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
Block bitmap differences:  +(98304--98560) +(163840--164096) +(229376--229632) +
(294912--295168)
Fix<y>? yes
Free blocks count wrong for group #0 (24280, counted=24281).
Fix<y>? 
test: e2fsck canceled.
test: ***** FILE SYSTEM WAS MODIFIED *****


[root@centos8 ~]#e2fsck /dev/sdb2 -y
e2fsck 1.44.6 (5-Mar-2019)
test was not cleanly unmounted, check forced.
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
Free blocks count wrong for group #0 (24280, counted=24281).
Fix? yes
Free blocks count wrong for group #1 (32511, counted=32509).
Fix? yes
Free blocks count wrong (498131, counted=498130).
Fix? yes
Free inodes count wrong for group #0 (8181, counted=8179).
Fix? yes
Free inodes count wrong (131061, counted=131059).
Fix? yes
Padding at end of inode bitmap is not set. Fix? yes
test: ***** FILE SYSTEM WAS MODIFIED *****
test: 13/131072 files (0.0% non-contiguous), 26158/524288 blocks



[root@centos8 ~]#tune2fs -l /dev/sdb2
tune2fs 1.44.6 (5-Mar-2019)
Filesystem volume name:   test
Last mounted on:         <not available>
Filesystem UUID:         c44b3a40-70dc-44d2-8427-b8094f73940a
Filesystem magic number: 0xEF53
Filesystem revision #:   1 (dynamic)
Filesystem features:     has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype 
extent 64bit flex_bg sparse_super large_file huge_file dir_nlink extra_isize 
metadata_csum
Filesystem flags:         signed_directory_hash 
Default mount options:   user_xattr acl
Filesystem state:         clean
Errors behavior:         Continue
Filesystem OS type:       Linux
Inode count:              131072
Block count:              524288
Reserved block count:     26214
Free blocks:              498130
Free inodes:              131059
First block:              0
Block size:               4096
Fragment size:            4096
Group descriptor size:    64
Reserved GDT blocks:      255
Blocks per group:         32768
Fragments per group:      32768
Inodes per group:         8192
Inode blocks per group:   512
Flex block group size:    16
Filesystem created:       Mon Apr 13 16:10:06 2020
Last mount time:         n/a
Last write time:         Mon Apr 13 16:57:21 2020
Mount count:              0
Maximum mount count:      -1
Last checked:             Mon Apr 13 16:57:21 2020
Check interval:           0 (<none>)
Lifetime writes:          130 MB
Reserved blocks uid:      0 (user root)
Reserved blocks gid:      0 (group root)
First inode:              11
Inode size:          256
Required extra isize:     32
Desired extra isize:      32
Journal inode:            8
Default directory hash:   half_md4
Directory Hash Seed:     8d4f1f25-ab7c-4fb2-b45d-3d23974edede
Journal backup:           inode blocks
Checksum type:           crc32c
Checksum:                 0x7f222e49


[root@centos8 ~]#mount /dev/sdb2 /mnt
[root@centos8 ~]#ls /mnt
f1 f2 lost+found

[root@centos8 ~]#cat /mnt/f1 
#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Wed Jan 15 21:39:15 2020
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk/'.
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info.
#
# After editing this file, run 'systemctl daemon-reload' to update systemd
# units generated from this file.
#
UUID=f7f53add-b184-4ddc-8d2c-5263b84d1e15 /                   xfs     defaults         0 0
UUID=5c2216e3-ae34-444e-aa60-83cbaebb47e7 /boot               ext4     defaults        1 2
UUID=9a2293a8-9277-4b18-bae1-498e0b9da145 /data                 xfs     defaults        0 0
UUID=eebe3bc7-6d52-4ad9-86aa-916f1a123fd4 swap                 swap   defaults        0 0

挂载

挂载：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

卸载：为解除此关联关系的过程

把设备关联挂载点：mount Point

挂载点下原有文件在挂载完成后会被临时隐藏，因此，挂载点目录一般为空。进程正在使用中的设备无法被卸载

挂载文件系统 mount

格式：

mount [-lhV]
mount -a [options]
mount [options] [--source] <source> | [--target] <directory>
mount [options] <source> <directory>
mount <operation> <mountpoint> [<target>]

device：指明要挂载的设备

设备文件：例如:/dev/sda5
卷标：-L ‘LABEL’, 例如 -L ‘MYDATA’
UUID： -U ‘UUID’：例如 -U ‘0c50523c-43f1-45e7-85c0-a126711d406e’
伪文件系统名称：proc, sysfs, devtmpfs, configfs

mountpoint：挂载点目录必须事先存在，建议使用空目录

挂载规则:

一个挂载点同一时间只能挂载一个设备
一个挂载点同一时间挂载了多个设备，只能看到最后一个设备的数据，其它设备上的数据将被隐藏
一个设备可以同时挂载到多个挂载点
通常挂载点一般是已存在空的目录

mount 常用命令选项

-a|--all                  #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auto功能)
-B|--bind                 #绑定目录到另一个目录上
-c|--no-canonicalize      #不对路径规范化
-f|--fake                 #空运行；跳过 mount(2) 系统调用
-F|--fork                 #对每个设备禁用 fork，配合-a 选项一起使用
-T|--fstab path           #指定写文件，默认 /etc/fstab
-i|--internal-only        #不调用 mount.<type> 辅助程序
-l|--show-labels          #显示文件系统的 labels
-n|--no-mtab              #不更新/etc/mtab，mount不可见
-o|--options o1,o2        #挂载选项列表，以英文逗号分隔
-O|--test-opts o1,o2      #限制文件系统集合(和 -a 选项一起使用)
-r|--read-only            #以只读方式挂载文件系统(同 -o ro)
-t|--types                #指定要挂载的设备上的文件系统类型,如:ext4,xfs
--source device           #指明源(路径、标签、uuid)
--target mountpoint       #指明挂载点
-v|--verbose              #显示过程
-w|--rw|--read-write      #以读写方式挂载文件系统(默认)
-L LABEL                  #以卷标指定挂载设备
-U UUID                   #以UUID指定要挂载的设备


#-o选项值
async                     #异步模式,内存更改时,写入缓存区buffer,过一段时间再写到磁盘中，效率高，但不安全
sync                      #同步模式,内存更改时，同时写磁盘，安全，但效率低下
atime/noatime             #包含目录和文件
diratime/nodiratime       #目录的访问时间戳
auto/noauto               #是否支持开机自动挂载，是否支持-a选项
exec/noexec               #是否支持将文件系统上运行应用程序
dev/nodev                 #是否支持在此文件系统上使用设备文件
suid/nosuid               #是否支持suid和sgid权限
remount                   #重新挂载
ro/rw                     #只读/读写   
user/nouser               #是否允许普通用户挂载此设备，/etc/fstab使用
acl/noacl                 #启用此文件系统上的acl功能
loop                      #使用loop设备
_netdev                   #当网络可用时才对网络资源进行挂载，如：NFS文件系统
defaults                  #相当于rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async


#--source 选项值
-L|--label label          #同 LABEL=label
-U|--uuid uuid            #同 UUID=uuid
LABEL=label               #用label值指定设备
UUID=uuid                 #用uuid值指定设备
PARTLABEL=label           #按PARTLABEL值指定设备
PARTUUID=uuid             #按PARTUUID值指定设备
device                    #按路径指定设备
directory                 #绑定式挂载的挂载点(参阅 --bind/rbind)
file                      #用于设置回环设备的常规文件

范例：

[root@rocky86 ~]# lsblk /dev/sdc -f
NAME   FSTYPE LABEL UUID                                 MOUNTPOINT
sdc                                                      
├─sdc1 ext4         a7751b8e-da27-447e-9466-79127e0850af 
└─sdc2 xfs          205ecdf1-1f0e-495d-a1ab-2f74b6ab98a0 

[root@rocky86 ~]# mkdir /sdc{1,2}

[root@rocky86 ~]# mount /dev/sdc1 /sdc1


#只读挂载
[root@rocky86 ~]# mount --source /dev/sdc2 -o ro /sdc2

[root@rocky86 ~]# lsblk /dev/sdc -f
NAME   FSTYPE LABEL UUID                                 MOUNTPOINT
sdc                                                      
├─sdc1 ext4         a7751b8e-da27-447e-9466-79127e0850af /sdc1
└─sdc2 xfs          205ecdf1-1f0e-495d-a1ab-2f74b6ab98a0 /sdc2

#写测试
[root@rocky86 ~]# cp /etc/fstab /sdc1/
[root@rocky86 ~]# cp /etc/fstab /sdc2/
cp: cannot create regular file '/sdc2/fstab': Read-only file system

卸载文件系统 umount

卸载时：可使用设备，也可以使用挂载点

格式

1
2
3

umount [-hV]
umount -a [options]
umount [options] <source> | <directory>

范例：

[root@rocky86 ~]# lsblk /dev/sdc -f
NAME   FSTYPE LABEL UUID                                 MOUNTPOINT
sdc                                                      
├─sdc1 ext4         a7751b8e-da27-447e-9466-79127e0850af /sdc1
└─sdc2 xfs          205ecdf1-1f0e-495d-a1ab-2f74b6ab98a0 /sdc2


#设备卸载
[root@rocky86 ~]# umount /dev/sdc1


#挂载点卸载
[root@rocky86 ~]# umount /sdc2


#再次查看挂载情况
[root@rocky86 ~]# lsblk /dev/sdc -f
NAME   FSTYPE LABEL UUID                                 MOUNTPOINT
sdc                                                      
├─sdc1 ext4         a7751b8e-da27-447e-9466-79127e0850af 
└─sdc2 xfs          205ecdf1-1f0e-495d-a1ab-2f74b6ab98a0

查看挂载情况

查看挂载

1
2
3

mount                 #通过mount命令查看
cat /etc/mtab         #通过查看/etc/mtab文件显示当前已挂载的所有设备
cat /proc/mounts      #查看内核追踪到的已挂载的所有设备

范例：

[root@rocky86 ~]# mount
sysfs on /sys type sysfs (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)
proc on /proc type proc (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)
devtmpfs on /dev type devtmpfs (rw,nosuid,size=883748k,nr_inodes=220937,mode=755)
......

[root@rocky86 ~]# cat /etc/mtab
sysfs /sys sysfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime 0 0
proc /proc proc rw,nosuid,nodev,noexec,relatime 0 0
devtmpfs /dev devtmpfs rw,nosuid,size=883748k,nr_inodes=220937,mode=755 0 0
......

[root@rocky86 ~]# cat /proc/mounts 
sysfs /sys sysfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime 0 0
proc /proc proc rw,nosuid,nodev,noexec,relatime 0 0
devtmpfs /dev devtmpfs rw,nosuid,size=883748k,nr_inodes=220937,mode=755 0 0
......

查看挂载点情况

findmnt [options]
findmnt [options] <device> | <mountpoint>
findmnt [options] <device> <mountpoint>
findmnt [options] [--source <device>] [--target <path> | --mountpoint <dir>]

范例：

#默认查看整个系统挂载树
[root@rocky86 ~]# findmnt
......

#查看指定设备或挂载点
[root@rocky86 ~]# findmnt /dev/sdc1
TARGET SOURCE   FSTYPE OPTIONS
/sdc1 /dev/sdc1 ext4   rw,relatime

查看正在访问指定文件系统的进程

1 2	lsof MOUNT_POINT fuser -v MOUNT_POINT

终止所有在正访问指定的文件系统的进程

1	fuser -km MOUNT_POINT

持久挂载

将挂载保存到 /etc/fstab 中可以下次开机时，自动启用挂载

1 2	#/etc/fstab格式帮助 man 5 fstab

每行定义一个要挂载的文件系统,，其中包括共 6 项

要挂载的设备或伪文件系统设备文件(LABEL=label | UUID=uuid | /dev/sda1)
挂载点：必须是事先存在的目录
文件系统类型：ext4，xfs，iso9660，nfs，none
挂载选项：defaults ，acl，bind，ro，rw 等
转储频率：0 不做备份; 1 每天转储; 2 每隔一天转储
fsck检查的文件系统的顺序：0 不自检 ; 1 首先自检，一般只有rootfs才用；2 非rootfs使用

[root@rocky86 ~]# cat /etc/fstab 
#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Sun Jul 3 12:05:30 2022
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk/'.
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info.
#
# After editing this file, run 'systemctl daemon-reload' to update systemd
# units generated from this file.
#
/dev/mapper/rl-root     /                       xfs     defaults        0 0
UUID=94a73757-555a-4d2b-8153-f54277c4c50d /boot xfs     defaults        0 0
/dev/mapper/rl-home     /home                   xfs     defaults        0 0
/dev/mapper/rl-swap     none                    swap    defaults        0 0

添加新的挂载项，需要执行下面命令生效

此命令只针对文件新增行或删除行有效，如果在中间修改了挂载选项，则此命令无效

mount -a

修改文件前后对比

1	[root@rocky86 ~]# df; mount -a;echo;df

如果 /etc/fstab 中的分区UUID出错，则会无法进系统

解决方案：

centos7,centos8会自动进入 emergency 模式，输入root密码后，再修改 /etc/fstab，然后重启即可

centos6中除了修改为正确之外，还可以将/etc/fstab 文件中错误行最后一项设置为0，即不检查

重新挂载

修改了/etc/fstab 文件中的挂载规则，无法通过mount -a 生效，要执行执行挂载

1	mount -o remount MOUNTPOINT

处理交换文件和分区

swap 介绍

swap交换分区是系统RAM的补充，swap 分区支持虚拟内存。当没有足够的 RAM 保存系统处理的数据时会将数据写入 swap 分区，当系统缺乏 swap 空间时，内核会因 RAM 内存耗尽而终止进程。

配置过多 swap 空间会造成存储设备处于分配状态但闲置，造成浪费，过多 swap 空间还会掩盖内存泄露

注意：为优化性能，可以将swap 分布存放，或高性能磁盘存放

Redhat 官方推荐推荐系统 swap 空间

1	https://docs.redhat.com/zh_hans/documentation/red_hat_enterprise_linux/7/html/installation_guide/sect-disk-partitioning-setup-ppc#sect-recommended-partitioning-scheme-ppc

系统中的 RAM 量	推荐的 swap 空间	允许休眠的建议 swap 空间大小
低于 2 GB	RAM 量的2倍数	RAM 容量的三倍
2 GB - 8 GB	等于 RAM 量	RAM 量的倍数
8 GB - 64 GB	4 GB 到 RAM 容量的 0.5 倍	RAM 容量的 1.5 倍
8 GB - 64 GB	独立负载（至少 4GB）	不建议使用休眠功能

范例：

[root@rocky86 ~]# free -h
              total        used        free     shared  buff/cache   available
Mem:          1.7Gi       599Mi       717Mi       10Mi       468Mi       1.0Gi
Swap:         2.0Gi         0B        2.0Gi

[root@rocky86 ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/null bs=30G count=1
dd: memory exhausted by input buffer of size 32212254720 bytes (30 GiB)

#这里文件大小虽然超过了，但有SWAP空间，所以可以执行成功
[root@rocky86 ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/null bs=3G count=1
0+1 records in
0+1 records out
2147479552 bytes (2.1 GB, 2.0 GiB) copied, 22.6783 s, 94.7 MB/s

交换分区实现过程

创建交换分区或者文件
使用mkswap写入特殊签名
在/etc/fstab文件中添加适当的条目
使用swapon -a 激活交换空间

启用swap分区

swapon [options] [<spec>]
#常用选项
-a|--all                  #激活 /etc/fstab 中的所有交换区
-d|--discard[=policy]     #根据条件禁用(once|pages)
-e|--ifexists             #自动跳过不存在的设备而不提示
-f|--fixpgsz              #必要时重新初始化交换区
-o|--options list         #指定选项，swapon -o pri=1,discard=pages,nofail /dev/sda2
-p|--priority N           #指定交换设备的优先级(-1到32767)，值越大优先级越高,也可在/etc/fstab第4列指定pri=value
-s|--summary              #显示已使用交换设备的摘要
--show[=columns]          #以可自定义的表格形式打印摘要   swapon --show|swapon --show=NAME,TYPE
--noheadings              #不打印表头，配合 --show 选项
--raw                     #使用原生输出格式，配合 --show 选项
--bytes                   #在 --show 输出中以字节数显示交换区大小
-v|--verbose              #显示详细信息


#<spec> 参数：
-L label                 #同 LABEL=label
-U uuid                  #同 UUID=uuid
LABEL=label              #按交换区标签指定设备
UUID=uuid                #按交换区 UUID 指定设备
PARTLABEL=label          #按分区标签指定设备
PARTUUID=uuid            #按分区 UUID 指定设备
device                   #要使用设备的名称
filename                 #要使用文件的名称


#可显示列
NAME                     #设备文件或分区路径
TYPE                     #设备的类型
SIZE                     #交换区大小
USED                     #已使用字节数
PRIO                     #交换优先级
UUID                     #uuid
LABEL                    #label

禁用swap分区

swapoff [options] [<spec>]

#常用选项
-a|--all              #禁用 /proc/swaps 中的所有交换区
-v|--verbose          #显示过程

#spec 参数
-L label              #要使用设备的标签
-U uuid               #要使用设备的 UUID
LABEL=label           #要使用设备的标签
UUID=uuid             #要使用设备的 UUID
device                #要使用设备的名称
filename              #要使用文件的名称

创建swap分区

#先创建分区，选择swap类型（fdisk;t;82）

#再创建swap文件系统
[root@rocky86 ~]# mkswap /dev/sdb7 
Setting up swapspace version 1, size = 2 GiB (2147479552 bytes)
no label, UUID=1fe6ce0f-e49a-47e0-956e-48be13606d9c

#查看
[root@rocky86 ~]# blkid /dev/sdb7
/dev/sdb7: UUID="1fe6ce0f-e49a-47e0-956e-48be13606d9c" TYPE="swap" PARTUUID="a5cc5319-07"

#修改/etc/fstab文件，添加swap行

#禁用，再次启用
[root@rocky86 ~]# swapoff -a
[root@rocky86 ~]# swapon -a

#查看，比原来多2GB swap空间
[root@rocky86 ~]# free -h
             total       used       free     shared buff/cache   available
Mem:          1.7Gi       435Mi       1.2Gi       1.0Mi       127Mi       1.2Gi
Swap:         4.0Gi       240Mi       3.8Gi

#查看内存
[root@rocky86 ~]# cat /proc/swaps 
Filename Type Size Used Priority
/dev/dm-1                               partition 2125820 0 -2
/dev/sdb7                               partition 2097148 0 -3

查看swap分区

Priority越大，优先级越高，会被优先使用

[root@rocky86 ~]# swapon -s
Filename Type Size Used Priority
/dev/dm-1               partition 2125820 0 -2
/dev/sdb7               partition 2097148 0 -3


[root@rocky86 ~]# cat /proc/swaps 
Filename Type Size Used Priority
/dev/dm-1               partition 2125820 0 -2
/dev/sdb7               partition 2097148 0 -3

修改swap优先级

可以指定swap分区0到32767的优先级，值越大优先级越高

如果用户没有指定，那么核心会自动给swap指定一个优先级，这个优先级从-1开始，每加入一个新的没有用户指定优先级的swap，会给这个优先级减一

添加的swap的缺省优先级比较高，除非用户自己指定一个优先级，而用户指定的优先级(是正数)永远高于核心缺省指定的优先级(是负数)

[root@rocky86 ~]# swapon -s
Filename Type Size Used Priority
/dev/dm-1                             partition 2125820 0 -2
/dev/sdb7                             partition 2097148 0 -3


[root@rocky86 ~]# vim /etc/fstab
#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Sun Jul 3 12:05:30 2022
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk/'.
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info.
#
# After editing this file, run 'systemctl daemon-reload' to update systemd
# units generated from this file.
#
/dev/mapper/rl-root                           /               xfs     defaults          0 0
UUID=94a73757-555a-4d2b-8153-f54277c4c50d     /boot           xfs     defaults          0 0
/dev/mapper/rl-home                           /home           xfs     defaults          0 0
/dev/mapper/rl-swap                           none            swap    defaults          0 0
UUID=1fe6ce0f-e49a-47e0-956e-48be13606d9c     none             swap   defaults,pri=123  0 0


[root@rocky86 ~]# swapoff -a
[root@rocky86 ~]# swapon -a


[root@rocky86 ~]# swapon -s
Filename Type Size Used Priority
/dev/dm-1               partition 2125820 0 -2
/dev/sdb7               partition 2097148 0 123

以文件作为swap分区

#创建文件
[root@rocky86 ~]# dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1G count=2
2+0 records in
2+0 records out
2147483648 bytes (2.1 GB, 2.0 GiB) copied, 4.72333 s, 455 MB/s


#创建文件系统
[root@rocky86 ~]# mkswap /swapfile 
mkswap: /swapfile: insecure permissions 0644, 0600 suggested.
Setting up swapspace version 1, size = 2 GiB (2147479552 bytes)
no label, UUID=b1edc27b-2f23-4991-b211-0d2c4bd6a85f


#查看
[root@rocky86 ~]# blkid /swapfile
/swapfile: UUID="b1edc27b-2f23-4991-b211-0d2c4bd6a85f" TYPE="swap"
#修改/etc/fstab，添加行
/swapfile     none                   swap   defaults        0 0


#启用
[root@rocky86 ~]# swapon /swapfile
swapon: /swapfile: insecure permissions 0644, 0600 suggested.


#查看
[root@rocky86 ~]# swapon -s
Filename Type Size Used Priority
/dev/dm-1               partition 2125820 0 -2
/dev/sdb7               partition 2097148 55608 123
/swapfile               file      2097148 0 -3

永久禁用swap

#删除swap行
[root@centos8 ~]# sed -i.bak '/swap/d' /etc/fstab

#或注释swap行
[root@rocky86 ~]# sed -i.bak '/swap/s@^@#@' /etc/fstab

#禁用swap，由于修改了配置文件，所以重启也不会有SWAP
[root@centos8 ~]# swapoff -a

swap的使用策略

/proc/sys/vm/swappiness 的值决定了当内存占用达到一定的百分比时，会启用swap分区的空间

使用规则

1
2
3

当内存使用率达到100-swappiness时,会启用交换分区
简单地说这个参数定义了系统对swap的使用倾向，此值越大表示越倾向于使用swap。
可以设为0，这样做并不会禁止对swap的使用，只是最大限度地降低了使用swap的可能性

范例：

#说明：CentOS7和8默认值为30，内存在使用到100-30=70%的时候，就开始出现有交换分区的使用。
[root@centos8 ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness
30
[root@centos7 ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness
30
[root@centos6 ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness
60

#修改
[root@rocky86 ~]# vim /etc/sysctl.conf
vm.swappiness=0

#生效
[root@rocky86 ~]# sysctl -p
vm.swappiness = 0

移动介质

挂载意味着使外来的文件系统看起来如同是主目录树的一部分，所有移动介质也需要挂载，挂载点通常在/media 或/mnt下

访问前，介质必须被挂载

摘除时，介质必须被卸载

按照默认设置，非根用户只能挂载某些设备（光盘、DVD、软盘、USB等等）

使用光盘

在图形环境下自动启动挂载/run/media/

手工挂载

1 2	[root@rocky86 ~]# mount /dev/sr0 /mnt/ mount: /mnt: WARNING: device write-protected, mounted read-only.

自动挂载

[root@rocky86 ~]# yum install -y autofs
[root@rocky86 ~]# systemctl enable --now autofs

#这样就能自动列出光盘内容
[root@rocky86 ~]# ls /misc/cd

操作光盘

1 2	eject #弹出光盘 eject -t #弹入光盘

创建ISO文件

1 2	cp /dev/cdrom /root/centos.iso mkisofs -r -o /root/etc.iso /etc # 来自于genisoimage包

刻录光盘

1	wodim -v -eject centos.iso

将ISO制作为U盘工具Rufus

官网: http://rufus.ie/

Rufus 是一个开源免费的快速制作 U 盘系统启动盘和格式化 USB 的实用小工具，它可以快速把 ISO 格式的系统镜像文件快速制作成可引导的 USB 启动安装盘，支持 Windows 或 Linux 启动。Rufus 小巧玲珑，软件体积仅 7 百多 KB，然而麻雀虽小，它却五脏俱全

USB介质

查看USB设备是否识别

1	lsusb #来自于usbutils包

被内核探测为SCSI设备,表现为/dev/sdaX、/dev/sdbX或类似的设备文件

在图形环境中自动挂载在/run/media/

手动挂载

1	mount /dev/DEVICE /mnt

插入U盘后可以看到日志信息

[root@centos8 ~]# tail /var/log/messages -f
Apr 15 14:25:06 centos8 kernel: usb 4-1: new SuperSpeed Gen 1 USB device number 2 using xhci_hcd
......
......

[root@centos8 ~]# dmesg
[ 1861.537401] usb 4-1: new SuperSpeed Gen 1 USB device number 2 using xhci_hcd
......
......

格式化U盘为 FAT32 文件系统

[root@centos8 ~]# dnf -y install dosfstools
[root@centos8 ~]# mkfs.vfat /dev/sdd1
mkfs.fat 4.1 (2017-01-24)

[root@centos8 ~]# mount /dev/sdd1 /mnt

查看USB设备

[root@centos8 ~]# yum -y install usbutils
[root@centos8 ~]# lsusb
Bus 004 Device 002: ID 0951:1666 Kingston Technology DataTraveler 100 G3/G4/SE9 G2
......
......

磁盘常见工具

文件系统查看工具 df

df [OPTION]... [FILE]...


#常用选项
-a|--all                      #显示所有
-B|--block-size=SIZE          #显示时指定块大小
--direct                      #将挂载点那一列标题显示为文件
-h|--human-readable           #以方便阅读的方式显示
-H|--si                       #以 1000为单位，而不是1024
-i|--inodes                   #显示inode 信息而非块使用量
-k                            #同 --block-size=1K
-l|--local                    #只显示本机的文件系统
--output[=FIELD_LIST]         #只显示指定字段
-P|--portability              #以Posix兼容的格式输出
--total                       #最后加一行汇总数据
-t|--type=TYPE                #根据文件系统类型过滤
-T|--print-type               #显示文件系统类型
-x|--exclude-type=TYPE        #根据文件系统类型反向过滤

范例：

[root@rocky86 ~]# df -Th
Filesystem          Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs            devtmpfs  864M     0 864M   0% /dev
tmpfs               tmpfs     893M     0 893M   0% /dev/shm
tmpfs               tmpfs     893M  9.4M 884M   2% /run
tmpfs               tmpfs     893M     0 893M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/rl-root xfs        70G   14G  57G  19% /
/dev/sda1           xfs       1014M 255M 760M  26% /boot
/dev/mapper/rl-home xfs       127G  939M 126G   1% /home
/dev/sdc1           ext4      976M  2.6M 907M   1% /sdc1
tmpfs               tmpfs     179M   12K 179M   1% /run/user/42
tmpfs               tmpfs     179M     0 179M   0% /run/user/0


#只显示指定设备
[root@rocky86 ~]# df /dev/sda
Filesystem     1K-blocks  Used Available Use% Mounted on
devtmpfs          883748     0    883748   0% /dev

目录统计工具 du

du [OPTION]... [FILE]...
du [OPTION]... --files0-from=F

#常用选项
-0｜--null               #输出时以NULL分割，而不是换行
-a｜--all                #显示所有文件和目录大小
-B|--block-size=SIZE     #指定块大小
-b|--bytes               #同 --apparent-size --block-size=1
-c|--total               #汇总
-d|--max-depth=N         #指定最大目录层级
-h|--human-readable      #以方便阅读的格式显示
-k                       #同 --block-size=1K
-m                       #同 --block-size=1M
--si                     #友好显示，以 1000 为单位，而不是 1024
-s|--summarize           #只显示外层目录
-X|--exclude-from=FILE   #根据文件名忽略
--exclude=PATTERN        #根据正则表达式忽略
-x|--one-file-system     #忽略不在同一个文件系统的目录

范例：

#查看目录占用多大空间
[root@rocky86 ~]# du -sh /etc/
31M /etc/

#查看目录下每个文件或子目录大小
[root@rocky86 ~]# du -sh /var/log/* | head -n 3
2.2M /var/log/anaconda
5.5M /var/log/audit
64K /var/log/boot.log

文件工具 dd

dd 命令：convert and copy a fifile

dd [OPERAND]...
dd OPTION

#常用格式
dd if=/PATH/FROM/SRC of=/PATH/TO/DEST  bs=N count=N

#常用选项
if=file                            #从所命名文件读取而不是从标准输入
of=file                            #写到所命名的文件而不是到标准输出
ibs=size                           #一次读size个byte
obs=size                           #一次写size个byte
bs=size                            #指定块大小（既是是ibs也是obs)
cbs=size                           #从开头忽略blocks个ibs大小的块
seek=blocks                        #从开头忽略blocks个obs大小的块
count=n                            #复制n个bs
conv=conversion[,conversion...]    #用指定的参数转换文件


#conversion 转换参数
ascii               #转换 EBCDIC 为 ASCII
ebcdic              #转换 ASCII 为 EBCDIC
lcase               #把大写字符转换为小写字符
ucase               #把小写字符转换为大写字符
nocreat             #不创建输出文件
noerror             #出错时不停止
notrunc             #不截短输出文件
sync                #把每个输入块填充到ibs个字节，不足部分用空(NUL)字符补齐
fdatasync           #写完成前，物理写入输出文件

范例：

#备份MBR
dd if=/dev/sda of=/tmp/mbr.bak bs=512 count=1

#有一个大与2K的二进制文件fileA。现在想从第64个字节位置开始读取，需要读取的大小是128Byts。又有fileB, 想把上面读取到的128Bytes写到第32个字节开始的位置，替换128Bytes，实现如下
dd if=fileA of=fileB bs=1 count=128 skip=63 seek=31 conv=notrunc

#将本地的/dev/sdx整盘备份到/dev/sdy 
dd if=/dev/sdx of=/dev/sdy

#将/dev/sdx全盘数据备份到指定路径的image文件
dd if=/dev/sdx of=/path/to/image

#备份/dev/sdx全盘数据，并利用gzip压缩，保存到指定路径
dd if=/dev/sdx | gzip >/path/to/image.gz

#将备份文件恢复到指定盘
dd if=/path/to/image of=/dev/sdx

#将压缩的备份文件恢复到指定盘
gzip -dc /path/to/image.gz | dd of=/dev/sdx

#将内存里的数据拷贝到root目录下的mem.bin文件
dd if=/dev/mem of=/root/mem.bin bs=1024

#拷贝光盘数据到root文件夹下，并保存为cdrom.iso文件
dd if=/dev/cdrom of=/root/cdrom.iso

#销毁磁盘数据
dd if=/dev/urandom of=/dev/sda1

#通过比较dd指令输出中命令的执行时间，即可确定系统最佳的block size大小
dd if=/dev/zero of=/root/1Gb.file bs=1024 count=1000000
dd if=/dev/zero of=/root/1Gb.file bs=2048 count=500000  
dd if=/dev/zero of=/root/1Gb.file bs=4096 count=250000

#测试硬盘写速度
dd if=/dev/zero of=/root/1Gb.file bs=1024 count=1000000

#测试硬盘读速度
dd if=/root/1Gb.file bs=64k | dd of=/dev/null

RAID

什么是RAID

“RAID”一词是由David Patterson, Garth A. Gibson, Randy Katz 于1987年在加州大学伯克利分校发明的。在1988年6月SIGMOD会议上提交的论文”A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks” （中文翻译：廉价磁盘冗余阵列案例）中提出。

为了提升磁盘系统性能，他们提出用许多块廉价的磁盘做成一个磁盘组，在性能上超过昂贵的大型机上的单个大容量磁盘。

文中同时定义了RAID的5个级别：RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID 4、RAID 5，这些都被沿用至今。

旧称廉价磁盘冗余阵列（Redundant Array of Inexpensive Disks）

现称独立硬盘冗余阵列（ Redundant Array of Independent Disks）

简称磁盘阵列

利用虚拟化存储技术把多个硬盘组合起来，成为一个或多个硬盘阵列组，目的为提升性能或数据冗余，或是两者同时提升。

RAID 层级不同，数据会以多种模式分散于各个硬盘，RAID 层级的命名会以 RAID 开头并带数字，例如：RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 7、RAID 01、RAID 10、RAID 50、RAID 60。每种等级都有其理论上的优缺点，不同的等级在两个目标间获取平衡，分别是增加数据可靠性以及增加存储器（群）读写性能。

简单来说，RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑硬盘，因此，操作系统只会把它当作一个实体硬盘。 RAID常被用在服务器电脑上，并且常使用完全相同的硬盘作为组合。由于硬盘价格的不断下降与RAID 功能更加有效地与主板集成，它也成为普通用户的一个选择，特别是需要大容量存储空间的工作，如：视频与音频制作。

RAID功能实现

提高IO能力,磁盘并行读写
提高耐用性,磁盘冗余算法来实现

RAID实现的方式

外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力
内接式RAID：主板集成RAID控制器，安装OS前在BIOS里配置
软件RAID：通过OS实现，比如：群晖的NAS

RAID级别

级别：多块磁盘组织在一起的工作方式有所不同

参考链接: https://zh.wikipedia.org/wiki/RAID

RAID-0：条带卷，strip

RAID-1：镜像卷，mirror

RAID-2

……

RAID-5

RAID-6

RAID-7

RAID-10

RAID-01

RAID-50

RAID-0

以 chunk 单位,读写数据,因为读写时都可以并行处理，所以在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0既没有冗余功能，也不具备容错能力，如果一个磁盘（物理）损坏，所有数据都会丢失

读、写性能提升

可用空间：N*min(S1,S2,…)

无容错能力

最少磁盘数：1+

RAID-1

也称为镜像, 两组以上的N个磁盘相互作镜像，在一些多线程操作系统中能有很好的读取速度，理论上读取速度等于硬盘数量的倍数，与RAID 0相同。另外写入速度有微小的降低。

读性能提升、写性能略有下降

可用空间：1*min(S1,S2,…)

磁盘利用率 50%

有冗余能力

最少磁盘数：2+

RAID-4

多块数据盘异或运算值存于专用校验盘

磁盘利用率 (N-1)/N

有冗余能力

至少3块硬盘才可以实现

RAID-5

读、写性能提升

可用空间：(N-1)*min(S1,S2,…)

有容错能力：允许最多1块磁盘损坏

最少磁盘数：3, 3+

RAID-6

双份校验位,算法更复杂

读、写性能提升

可用空间：(N-2)*min(S1,S2,…)

有容错能力：允许最多2块磁盘损坏

最少磁盘数：4, 4+

RAID-10

读、写性能提升

可用空间：N*min(S1,S2,…)/2

有容错能力：每组镜像最多只能坏一块

最少磁盘数：4, 4+

RAID-01

多块磁盘先实现RAID0,再组合成RAID1

RAID-50

多块磁盘先实现RAID5,再组合成RAID0

RAID-60

其它级别

JBOD：Just a Bunch Of Disks 只是一堆磁盘

功能：将多块磁盘的空间合并一个大的连续空间使用

第一块硬盘存放所有磁盘的分段信息,如果损坏,整个阵列会失败

后续磁盘损坏只会影响本块磁盘的数据

可用空间：sum(S1,S2,…)

RAID7

RAID 7并非公开的RAID标准，而是美国公司的Storage Computer Corporation的专利硬件产品名称， RAID 7是以RAID 3及RAID 4为基础所发展，但是经过强化以解决原来的一些限制。另外，在实现中使用大量的缓冲存储器以及用以实现异步数组管理的专用即时处理器，使得 RAID 7可以同时处理大量的IO要求，所以性能甚至超越了许多其他RAID标准的实际产品。但也因为如此，在价格方面非常的高昂.RAID7 可以理解为一个独立存储计算机，自身带有操作系统和管理工具，可以独立运行，理论上性能最高的RAID模式

SHR(Synology Hybrid RAID)

群晖公司的技术,适合不了解RAID的普通用户

根据磁盘个数自动组成不同的RAID,1块普通磁盘,2块RAID1,3块RAID4,SHR2类似于RAID6

只支持群晖系统

RAID 总结

常用级别：RAID-0, RAID-1, RAID-5, RAID-10, RAID-50,RAID-

RAID 等级	最少硬盘	最大容错	可用容量	读性能	写性能	安全性	目的	应用场景
单一硬盘	1	0	1	1	1	无
JBOD	1	0	n	1	1	无（同RAID 0）	增加容量	个人(暂时)存储备份
0	1	0	n	n	n	一块硬盘坏，全部硬盘都会异常	追求最大容量、速度	影片剪接缓存用途
1	2	n-1	1	n	1	高，一个正常即可	追求最大安全性	个人企业备份
5	3	1	n-1	n-1	n-1	高	追求最大容量、最小预算	个人企业备份
6	4	2	n-2	n-2	n-2	安全性较RAID5高	同RAID 5，但较安全	个人企业备份
10	4					高	综合RAID 0/1优点，理论速度较快	大型数据库、服务器
50	6					高	提升数据安全
60	8					高	提升数据安全

实现软RAID

mdadm工具：为软RAID提供管理界面，为空余磁盘添加冗余，结合内核中的md(multi devices) RAID设备可命为/dev/md0、/dev/md1、/dev/md2、/dev/md3等

mdadm：模式化的工具,支持的RAID级别：LINEAR, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10

命令的语法格式：

mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices>

#常用选项

#mode
-C|--create                 #创建
-A|--assemble               #装配
-F|--monitor                #监控
-D|--detail                 #显示raid的详细信息
-f                          #标记指定磁盘为损坏
-r                          #移除磁盘
-a                          #添加磁盘

<raiddevice> #raid 设备

#options
-C
-n N                        #使用N个块设备来创建此RAID
-l N                        #指明要创建的RAID的级别
-a {yes|no}                 #自动创建目标RAID设备的设备文件
-c CHUNK_SIZE               #指明块大小,单位k
-x N                        #指明空闲盘的个数
<component-devices>         #任意块设备

范例：

#使用mdadm创建并定义RAID设备
mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sd{b,c,d,e}1

#用文件系统对每个RAID设备进行格式化
mkfs.xfs /dev/md0

#使用mdadm检查RAID设备的状况
mdadm --detail|D /dev/md0

#增加新的成员
mdadm -G /dev/md0 -n4  -a /dev/sdf1

#模拟磁盘故障
mdadm /dev/md0  -f /dev/sda1

#移除磁盘
mdadm   /dev/md0 -r /dev/sda1

#在备用驱动器上重建分区
mdadm /dev/md0  -a /dev/sda1

#系统日志信息
cat /proc/mdstat

#生成配置文件
mdadm -D -s >> /etc/mdadm.conf

#停止设备
mdadm -S /dev/md0

#激活设备
mdadm -A -s /dev/md0

#强制启动
mdadm -R /dev/md0

#删除raid信息
dadm --zero-superblock /dev/sdb1

练习

创建一个可用空间为1G的RAID1设备，文件系统为ext4，有一个空闲盘，开机可自动挂载至/backup目录
创建由三块硬盘组成的可用空间为2G的RAID5设备，要求其chunk大小为256k，文件系统为ext4，开机可自动挂载至/mydata目录

逻辑卷管理器（LVM）

LVM介绍

LVM: Logical Volume Manager 可以允许对卷进行方便操作的抽象层，包括重新设定文件系统的大小，允许在多个物理设备间重新组织文件系统

LVM可以弹性的更改LVM的容量

通过交换PE来进行资料的转换，将原来LV内的PE转移到其他的设备中以降低LV的容量，或将其他设备中的PE加到LV中以加大容量

实现过程

将设备指定为物理卷
用一个或者多个物理卷来创建一个卷组，物理卷是用固定大小的物理区域（Physical Extent， PE）来定义的
在物理卷上创建的逻辑卷，是由物理区域（PE）组成
可以在逻辑卷上创建文件系统并挂载

第一个逻辑卷对应设备名：/dev/dm-#

dm: device mapper，将一个或多个底层块设备组织成一个逻辑设备的模块

软链接：

/dev/mapper/VG_NAME-LV_NAME
/dev/VG_NAME/LV_NAME

范例

[root@rocky86 ~]# ll /dev/mapper/rl* 
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Aug  1 09:38 /dev/mapper/rl-home -> ../dm-2
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Aug  1 09:38 /dev/mapper/rl-root -> ../dm-0
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Aug  1 09:38 /dev/mapper/rl-swap -> ../dm-1

实现逻辑卷

pv管理工具

将块设备创建为物理卷，本质上就是给块设备打一个标签，

块设备数量和物理卷数量是对应的，有几个块设备，就可以创建几个物理卷，

块设备容量大小不限，可以跨分区。

显示pv信息

1 2	pvs #简要pv信息显示 pvdisplay #显示详细信息

创建pv

1	pvcreate /dev/DEVICE

删除pv

1	pvremove /dev/DEVICE

范例：

#创建pv
[root@rocky86 ~]# pvcreate /dev/sdb2 /dev/sdc 
 Physical volume "/dev/sdb2" successfully created.
 Physical volume "/dev/sdc" successfully created.
  
  
#查看
[root@rocky86 ~]# pvs
  PV       VG Fmt  Attr PSize    PFree 
 /dev/sda2 rl lvm2 a--  <199.00g     0
 /dev/sdb2    lvm2 ---     5.00g  5.00g
 /dev/sdc     lvm2 ---    10.00g 10.00g
 

#查看指定PV
[root@rocky86 ~]# pvdisplay /dev/sdc
  "/dev/sdc" is a new physical volume of "10.00 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
 PV Name               /dev/sdc
 VG Name               
 PV Size               10.00 GiB
 Allocatable           NO
 PE Size               0   
 Total PE              0
 Free PE               0
 Allocated PE          0
 PV UUID               4rZKNs-ca0S-Jp4G-zFzY-P8Up-KUG7-yFcZcg
  
  
 #移除
[root@rocky86 ~]# pvremove /dev/sdc
 Labels on physical volume "/dev/sdc" successfully wiped.

vg管理工具

显示卷组

1 2	vgs vgdisplay

创建卷组

1
2
3

vgcreate [-s Size ] vgname pv1 [pv2...]

#-s 指定PE大小，数字加单位，单位为 k|K|m|M|g|G|t|T|p|P|e|E

管理卷组

1 2	vgextend vgname pv1 [pv2...] #往卷组中添加物理卷 vgreduce vgname pv1 [pv2...] #从卷组中移除物理卷

删除卷组

删除vg之前，要先把对应的 pv 解除绑定 (pvmove)

1	vgremove vgname

范例：

#创建vg
[root@rocky86 ~]# vgcreate -s 16M testvg /dev/sdb2 /dev/sdc
 Volume group "testvg" successfully created
  
  
#查看vg
[root@rocky86 ~]# vgs
 VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree  
 rl       1   3   0 wz--n- <199.00g      0
 testvg   2   0   0 wz--n- <14.97g <14.97g

#查看vg  
[root@rocky86 ~]# vgdisplay testvg
  --- Volume group ---
 VG Name               testvg
 System ID             
 Format                lvm2
 Metadata Areas        2
 Metadata Sequence No  1
 VG Access             read/write
 VG Status             resizable
 MAX LV                0
 Cur LV                0
 Open LV               0
 Max PV                0
 Cur PV                2
 Act PV                2
 VG Size               <14.97 GiB #总大小
 PE Size               16.00 MiB #PE大小
 Total PE              958 #总PE数量
 Alloc PE / Size       0 / 0   #己分配的PE
 Free PE / Size        958 / <14.97 GiB #可用PE
 VG UUID               Croa8U-P3lT-PpBY-kUaU-FvES-dWoT-eEGLOA

范例：扩展vg

[root@rocky86 ~]# pvs
 PV         VG     Fmt Attr PSize   PFree  
 /dev/sda2 rl     lvm2 a-- <199.00g      0
 /dev/sdb2 testvg lvm2 a--     4.98g 272.00m
 /dev/sdb3         lvm2 ---     2.00g   2.00g
 /dev/sdc   testvg lvm2 a--     9.98g   4.98g
 
#往testvg中增加 pv
[root@rocky86 ~]# vgextend testvg /dev/sdb3 
 Volume group "testvg" successfully extended
 
#再次查看pv
[root@rocky86 ~]# pvs
 PV         VG     Fmt Attr PSize    PFree  
 /dev/sda2  rl     lvm2 a-- <199.00g      0
 /dev/sdb2  testvg lvm2 a--     4.98g 272.00m
 /dev/sdb3  testvg lvm2 a--     1.98g   1.98g
 /dev/sdc   testvg lvm2 a--     9.98g   4.98g

lv管理工具

显示逻辑卷

1 2	lvs Lvdisplay

创建逻辑卷

lvcreate {-L N[mMgGtT]|-l N} -n NAME VolumeGroup

-L|--size N[mMgGtT]      #指定大小 
-l|--extents N           #指定PE个数,也可用百分比
-n Name                  #逻辑卷名称

扩展逻辑卷

lvextend {-L N[mMgGtT]|-l N} LV_NAME

#常用选项
-L|--size [+]Size[mMgGtT]           #N个单位大小，也可写成+10M
-l|--extents [+]Number[PERCENT]     #N个PE，也可以写成+10，表示在原基础上加10个PE大小，+100%free 表示把剩下空间都用完
-r|--resizefs                       #自动重置文件系统大小

缩减逻辑卷

lvreduce {-L N[mMgGtT]|-l N} LV_NAME

#常用选项
-L|--size [-]Size[mMgGtT]            #N个单位大小，也可写成-10M
-l|--extents [-]Number[PERCENT]      #N个PE，也可以写成-10，表示在原基础上减10个PE大小

删除逻辑卷

1	lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME

重设文件系统大小

修改了逻辑卷大小后，要同步文件系统

fsadm [options] resize device [new_size[BKMGTEP]]

resize2fs [-f] [-F] [-M] [-P] [-p] lvname    #只支持ext系列文件系统

xfs_growfs /mountpoint                       #只支持xfs 文件系统

范例：创建lv

#从 testvg 中创建lv1,大小为 100个PE
[root@rocky86 ~]# lvcreate -l 100 -n lv1 testvg
 Logical volume "lv1" created.
 
#创建lv2，大小为5G
[root@rocky86 ~]# lvcreate -L 5G -n lv2 testvg 
 Logical volume "lv2" created.
 
#创建lv3,大小为剩下可用PE数量的 20%
[root@rocky86 ~]# lvcreate -l 20%free -n lv3 testvg
 Logical volume "lv3" created.
  
  
#创建lv4,大小为指定vg的10%
[root@rocky86 ~]# lvcreate -l 10%VG -n lv4 testvg
 Logical volume "lv4" created.

范例：查看

#查看
[root@rocky86 ~]# lvs /dev/testvg/*
 LV   VG     Attr       LSize Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert
 lv1 testvg -wi-a----- 1.56g                                                    
 lv2 testvg -wi-a----- 5.00g                                                    
 lv3 testvg -wi-a----- 1.67g                                                    
 lv4 testvg -wi-a----- 1.48g 
  
  
#查看  
[root@rocky86 ~]# lvdisplay /dev/testvg/lv1
  --- Logical volume ---
 LV Path               /dev/testvg/lv1
 LV Name               lv1
 VG Name               testvg
 LV UUID               57QkET-OpG0-kZlD-iRC9-YWmL-iaum-BtftfM
 LV Write Access       read/write
 LV Creation host, time rocky86, 2022-08-01 14:27:52 +0800
 LV Status             available
  # open                 0
 LV Size                1.56 GiB
 Current LE             100
 Segments               1
 Allocation             inherit
 Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
 Block device           253:3

逻辑卷的使用跟硬盘分区使用一样，要先创建文件系统，再进行挂载

扩展和缩减逻辑卷

在线扩展逻辑卷

扩展逻辑卷之前，要先保证卷组上还有空间

两步实现，先扩展逻辑卷，再扩容文件系统

#第一步实现逻辑卷的空间扩展
lvextend -L [+]N[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME

#第二步实现文件系统的扩展
#针对ext
resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME

#针对xfs 
xfs_growfs MOUNTPOINT

一步实现容量和文件系统的扩展

1	lvresize -r -l +100%FREE /dev/VG_NAME/LV_NAME

缩减逻辑卷

注意：缩减有数据损坏的风险，建议先备份再缩减，不支持在线缩减，要先取消挂载，xfs文件系统不支持缩减

缩减流程

#取消挂载
umount /dev/VG_NAME/LV_NAME

#文件系统检测,e2fsck可写成fsck
e2fsck -f /dev/VG_NAME/LV_NAME

#缩减文件系统到指定大小
resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME N[mMgGtT]

#缩减逻辑卷
lvreduce -L [-] N[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME

#重新挂载
mount /dev/VG_NAME/LV_NAME mountpoint

简化缩减流程

1
2
3

umount /dev/VG_NAME/LV_NAME
lvreduce  -L N[mMgGtT] -r /dev/VG_NAME/LV_NAME
mount /dev/VG_NAME/LV_NAME mountpoint

范例: 缩减XFS文件系统的逻辑

#因为XFS文件系统不支持缩减,可以用下面方式缩减
#先备份XFS文件系统数据
[root@centos8 ~]#yum -y install xfsdump

#备份/data挂载点对应的逻辑卷
#注意挂载点后面不要加/,否则会出错:xfsdump: ERROR: /data/ does not identify a file 
system
[root@centos8 ~]#xfsdump -f data.img /data

#卸载文件系统
[root@centos8 ~]#umount /data

#缩减逻辑卷
[root@centos8 ~]#lvreduce -L 10G /dev/vg0/lv0

#重新创建文件系统
[root@centos8 ~]#mkfs.xfs -f /dev/vg0/lv0

#重新挂载
[root@centos8 ~]#mount /dev/vg0/lv0 /data

#还原数据
[root@centos8 ~]#xfsrestore -f data.img /data

跨主机迁移卷组

源计算机上

1 在旧系统中，umount 所有卷组上的逻辑卷

2 禁用卷组

1 2	vgchange -a n vg0 lvdisplay

3 导出卷组

1
2
3

vgexport vg0 
pvscan
vgdisplay

4 拆下旧硬盘在目标计算机上,并导入卷组：

1	vgimport vg0

5 启用

1	vgchange -ay vg0

6 mount 所有卷组上的逻辑卷

拆除指定的PV存储设备

[root@centos8 ~]#pvdisplay 
  --- Physical volume ---
 PV Name               /dev/sda7
 VG Name               vg0
 PV Size               3.00 GiB / not usable 4.00 MiB
 Allocatable           yes
 PE Size               4.00 MiB
 Total PE              767
 Free PE               255
 Allocated PE          512
 PV UUID               rAYPLI-H4Or-Kz7L-44So-IZaD-vEbj-meOz7N
   
  --- Physical volume ---
 PV Name               /dev/sdc
 VG Name               vg0
 PV Size               10.00 GiB / not usable 4.00 MiB
 Allocatable           yes
 PE Size               4.00 MiB
 Total PE              2559
 Free PE               2303
 Allocated PE          256
 PV UUID               RDR8Ge-Oxb0-OrT2-CVj7-8doA-r5fo-hj4ZCm
   
  --- Physical volume ---
 PV Name               /dev/sdb
 VG Name               vg0
 PV Size               20.00 GiB / not usable 4.00 MiB
 Allocatable           yes
 PE Size               4.00 MiB
 Total PE              5119
 Free PE               5119
 Allocated PE          0
 PV UUID               Ky0f8z-qjVT-ikWZ-gfwL-H5d7-ZsZ2-NDcJ3v
 
# 把pv 上的数据移走
 [root@centos8 ~]# pvmove /dev/sdc 
 /dev/sdc: Moved: 0.78%
 /dev/sdc: Moved: 100.00%
 
 [root@centos8 ~]# pvdisplay 
  --- Physical volume ---
 PV Name               /dev/sda7
 VG Name               vg0
 PV Size               3.00 GiB / not usable 4.00 MiB
 Allocatable           yes
 PE Size               4.00 MiB
 Total PE              767
 Free PE               255
 Allocated PE          512
 PV UUID               rAYPLI-H4Or-Kz7L-44So-IZaD-vEbj-meOz7N
   
  --- Physical volume ---
 PV Name               /dev/sdc
 VG Name               vg0
 PV Size               10.00 GiB / not usable 4.00 MiB
 Allocatable           yes
 PE Size               4.00 MiB
 Total PE              2559
 Free PE               2559
 Allocated PE          0
 PV UUID               RDR8Ge-Oxb0-OrT2-CVj7-8doA-r5fo-hj4ZCm
   
  --- Physical volume ---
 PV Name               /dev/sdb
 VG Name               vg0
 PV Size               20.00 GiB / not usable 4.00 MiB
 Allocatable           yes
 PE Size               4.00 MiB
 Total PE              5119
 Free PE               4863
 Allocated PE          256
 PV UUID               Ky0f8z-qjVT-ikWZ-gfwL-H5d7-ZsZ2-NDcJ3v
 
#从vg0中删除指定pv
[root@centos8 ~]# vgreduce vg0 /dev/sdc
 Removed "/dev/sdc" from volume group "vg0"
 
[root@centos8 ~]# pvs
 PV         VG Fmt Attr PSize   PFree   
 /dev/sda7 vg0 lvm2 a--   <3.00g 1020.00m
 /dev/sdb   vg0 lvm2 a-- <20.00g <19.00g
 /dev/sdc       lvm2 ---   10.00g   10.00g
 
#删除pv
[root@centos8 ~]# pvremove /dev/sdc
 Labels on physical volume "/dev/sdc" successfully wiped

逻辑卷快照

逻辑卷快照原理

快照是特殊的逻辑卷，它是在生成快照时存在的逻辑卷的准确拷贝,对于需要备份或者复制的现有数据临时拷贝以及其它操作来说，快照是最合适的选择,快照只有在它们和原来的逻辑卷不同时才会消耗空间，建立快照的卷大小小于等于原始逻辑卷,也可以使用lvextend扩展快照

逻辑卷管理器快照

快照就是将当时的系统信息记录下来，就好像照相一般，若将来有任何数据改动了，则原始数据会被移动到快照区，没有改动的区域则由快照区和文件系统共享

逻辑卷快照工作原理

在生成快照时会分配给它一定的空间，但只有在原来的逻辑卷或者快照有所改变才会使用这些空间
当原来的逻辑卷中有所改变时，会将旧的数据复制到快照中
快照中只含有原来的逻辑卷中更改的数据或者自生成快照后的快照中更改的数据

如果log_lv 中的文件不做任何修改，则快照空间为空
修改f1，第一次修改时，将修改前的f1推到快照，后面的修改不管
删除f2，将f2推送到快照
新建f3,不会被推送到快照
使用快照还原，则f1被还原，f2被还原，f3也没有了

由于快照区与原本的LV共用很多PE的区块，因此快照与被快照的LV必须在同一个VG中。系统恢复的时候的文件数量不能高于快照区的实际容量

快照特点:

备份速度快，瞬间完成
应用场景是测试环境，不能完全代替备份
快照后，逻辑卷的修改速度会一定有影响

实现逻辑卷快照

范例：

[root@loaclhost ~]$ lvs
 LV       VG     Attr       LSize   Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert
 root     cs     -wi-ao---- <17.00g                                                    
 swap     cs     -wi-ao----   2.00g                                                    
 log_lv   testvg -wi-ao----   6.00g                                                    
 mysql_lv testvg -wi-ao----   4.00g 
  
  
#为逻辑卷创建快照
#-s 表示快照
#-L 100M 表示大小，大小取决于你要修改多少文件
#-p r 表示该卷只读
[root@loaclhost ~]$ lvcreate -n mysql_snapshot -s -L 100M -p r /dev/testvg/mysql_lv
 Rounding up size to full physical extent 112.00 MiB
 Logical volume "mysql_snapshot" created.
  
  
#查看
[root@loaclhost ~]$ lvs
 LV             VG     Attr       LSize   Pool Origin   Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert
 root           cs     -wi-ao---- <17.00g                                                      
 swap           cs     -wi-ao----   2.00g                                                      
 log_lv         testvg -wi-ao----   6.00g                                                      
 mysql_lv       testvg owi-aos---   4.00g                                                      
 mysql_snapshot testvg sri-a-s--- 112.00m     mysql_lv 0.01 
  
  
  #查看
[root@loaclhost ~]$lvdisplay /dev/testvg/mysql_snapshot /dev/testvg/mysql_lv
  --- Logical volume ---
 LV Path               /dev/testvg/mysql_lv
 LV Name               mysql_lv
 VG Name               testvg
 LV UUID               yru9Eg-Nexc-xZiH-x0YF-1WZc-A1cd-h6SQGI
 LV Write Access       read/write
 LV Creation host, time loaclhost, 2022-05-10 14:21:21 +0800
 LV snapshot status     source of
                         mysql_snapshot [active]
 LV Status             available
  # open                 1
 LV Size                4.00 GiB
 Current LE             256
 Segments               1
 Allocation             inherit
 Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
 Block device           253:2
   
  --- Logical volume ---
 LV Path               /dev/testvg/mysql_snapshot
 LV Name               mysql_snapshot
 VG Name               testvg
 LV UUID               9fxWYK-3y13-DHLI-Dvqk-maAI-60rl-80BpKo
 LV Write Access       read only
 LV Creation host, time loaclhost, 2022-05-10 16:38:36 +0800
 LV snapshot status     active destination for mysql_lv
 LV Status             available
  # open                 0
 LV Size                4.00 GiB
 Current LE             256
 COW-table size         112.00 MiB
 COW-table LE           7
 Allocated to snapshot  0.01%
 Snapshot chunk size    4.00 KiB
 Segments               1
 Allocation             inherit
 Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
 Block device           253:6
   
   
   
#创建完成后挂载到目录
[root@loaclhost ~]$mkdir /mysql_snapshot
[root@loaclhost ~]$mount /dev/testvg/mysql_snapshot /mysql_snapshot
mount: /mysql_snapshot: WARNING: device write-protected, mounted read-only.

#此时去查看，其内容与源分区一样，其实此时快照分区没有内容，看到的内容都来自源分区
[root@loaclhost ~]$ls /mysql/ /mysql_snapshot/ -il
/mysql/:
total 1048600
15 -rw-r--r-- 1 root root          4 May 10 16:37 abc
13 -rw-r--r-- 1 root root 1073741824 May 10 14:32 dd1
11 drwx------ 2 root root      16384 May 10 14:24 lost+found
/mysql_snapshot/:
total 1048600
15 -rw-r--r-- 1 root root          4 May 10 16:37 abc
13 -rw-r--r-- 1 root root 1073741824 May 10 14:32 dd1
11 drwx------ 2 root root      16384 May 10 14:24 lost+found

#修改文件后再对比
[root@loaclhost ~]$ls /mysql/ /mysql_snapshot/ -il
/mysql/:
total 1048600
15 -rw-r--r-- 1 root root         30 May 10 16:22 abc #######修改后的
13 -rw-r--r-- 1 root root 1073741824 May 10 14:32 dd1
11 drwx------ 2 root root      16384 May 10 14:24 lost+found


/mysql_snapshot/:
total 1048600
12 -rw-r--r-- 1 root root          4 May 10 14:29 abc #######修改前的
13 -rw-r--r-- 1 root root 1073741824 May 10 14:32 dd1
11 drwx------ 2 root root      16384 May 10 14:24 lost+found

#在源中删除或创建新文件再对比

使用快照恢复

#先取消挂载
[root@loaclhost ~]$umount /mysql_snapshot
[root@loaclhost ~]$umount /mysql

#从快照中恢复
[root@loaclhost ~]$lvconvert --merge /dev/testvg/mysql_snapshot
 Merging of volume testvg/mysql_snapshot started.
 testvg/mysql_lv: Merged: 100.00%
  
#挂载回去
[root@loaclhost ~]$mount /dev/testvg/mysql_lv /mysql 

#查看
[root@loaclhost ~]$ls /mysql -il
total 1048600
15 -rw-r--r-- 1 root root          4 May 10 16:37 abc
13 -rw-r--r-- 1 root root 1073741824 May 10 14:32 dd1
11 drwx------ 2 root root      16384 May 10 14:24 lost+found

#恢复之后快照就没有了，是一次性的
[root@loaclhost ~]$lvs
 LV       VG     Attr       LSize   Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert
 root     cs     -wi-ao---- <17.00g                                                    
 swap     cs     -wi-ao----   2.00g                                                    
 log_lv   testvg -wi-ao----   6.00g                                                    
 mysql_lv testvg -wi-ao----   4.00g

练习

创建一个至少有两个PV组成的大小为20G的名为testvg的VG；要求PE大小为16MB, 而后在卷组中创建大小为5G的逻辑卷testlv；挂载至/users目录
新建用户archlinux，要求其家目录为/users/archlinux，而后su切换至archlinux用户，复制/etc/pam.d目录至自己的家目录
扩展testlv至7G，要求archlinux用户的文件不能丢失
收缩testlv至3G，要求archlinux用户的文件不能丢失
对testlv创建快照，并尝试基于快照备份数据，验证快照的功能