Linux基础之（磁盘管理）

「这是我参与11月更文挑战的第16天，活动详情查看：2021最后一次更文挑战」

磁盘命名

物理服务器

真实物理服务器

虚拟服务器

阿里云主机或者KVM虚拟化主机的磁盘命名格式

磁盘分区

为什么要分区

• 分区是为了便于数据分门别类的存储；
• 分区有MBR、GPT两种方式；

MBR分区

• MBR分区仅能分配4个主分区，如果需要划分多个分区，需要先分配扩展分区，然后再分配逻辑分区
  • 为什么MBR分区仅能分配4个主分区？NBR只能划分4个主分区的原因
  • 分区编号如何表示：1~4主分区使用和扩展分区，逻辑分区从5开始；

GPT分区

• 对于MBR分区而言，只能分配4个主分区，但新型的分区表GPT理论上支持分配无限（128是windows系统的限制）个主分区
  • MBR与GPT有何区别？
  • 注意MBR与GPT之间不能互转，会导致数据丢失；

分区管理

fdisk

• fdisk仅支持分配小于2TB的磁盘
  • 查看当前设备fdisk -l
  • 对设备进行分区fdisk /dev/sdb
• 分区命令
  • m：显示帮助
  • n：创建新分区
  • d：删除分区
  • p：查看分区
  • w：保存分区
  • q：退出
• 分区案例：
  • 案例1：分配4个分区(4P)
  • 案例2：分配5个分区(1P+1E+4L)
  • 案例3：分配6个分区(3P+1E+3L)

gdisk

• gdisk支持分配大于2TB的磁盘
  • 查看当前设备gdisk [-l] device
  • 对设备进行分区gdisk /dev/sdb
• 分区命令
  • ?：显示帮助
  • n：创建新分区
  • p：打印分区
  • w：保存分区
  • q：退出
• 分区案例：
  • 案例1：分配4个主分区(4P)
  • 案例2：分配5个主分区(5P)
  • 案例3：分配6个主分区(6P)

mkfs

• mkfs命令用于格式化硬盘，类似于将房子装修成3室一厅，还是2室一厅

  • -b：设定数据区块占用空间大小，目前支持1024、2048、4096bytes每个块；
  • -t：用来指定什么类型的文件系统，可以是ext4、xfs；
  • -N：设定inode数量，防止inode数量不够导致磁盘不足；

• 使用mkfs命令，格式化整个硬盘

  [root@web ~]# mkfs.ext4 /dev/sdb
  复制代码

• 使用mkfs命令，格式化磁盘的某个分区

  [root@web ~]# mefs.xfs /dev/sdb1
  复制代码

挂载管理

当需要使用磁盘空间的时，需要准备一个目录作为挂载点，然后使用mount命令与该设备进行关联。

临时挂载mount

• 通过mount进行挂载，但重启将会失效，我们称为临时生效。

  • -t：指定文件系统挂载分区；
  • -a：检查并且挂载/etc/fstab配置文件中未挂载的设备；
  • -o：指定挂载参数，ro、rw；

• 挂载磁盘设备

  [root@web ~]# mkdir /db1
  [root@web ~]# mount -t xfs /dev/sdb1 /db1
  复制代码

• 挂载磁盘设备，设置参数为仅可读

  [root@web ~]# mkdir /db2
  [root@web ~]# mount -t xfs -o ro /dev /sdb2 /db2
  [root@web ~]# touch /db2/new_file
  touch: cannot touch '/db2/new_file': Read-only file system
  复制代码

临时卸载umount

• 如果不想使用可以使用umount [device|directory]进行临时卸载；

  • -l：强制卸载；

• 卸载入口目录示例；

  [root@web ~]#umount /db1
  复制代码

• 卸载设备方式示例；

  [root@web ~]# umount /dev/sdb1
  复制代码

• 如碰到无法正常卸载情况处理；

  [root@web db1]# umount /db1
  umount: /db1: device is busy.
      (In some cases useful info about processes that use
      the device is found by lsof(8) or fuser(1)
  
  # 如上情况解决办法有两种，1.切换至其他目录 2.强制卸载
  [root@web db1]# umount -l /db1
  复制代码

永久挂载fstab

如果需要实现永久挂载，则需要将挂载相关信息写入/etc/fstab配置文件中实现。

永久挂载配置文件

• 配置文件规范：设备名称|挂载的入口目录|文件系统类型|挂载参数|是否备份|是否检查；

1. 获取设备名称，或设备的UUID；

   [root@web ~]# blkid |grep "sdb1"
   /dev/sdb1: UUID="e271b5b2-b1ba-4b18-bde5-66e394fb02d9" TYPE="xfs"
   复制代码

2. 手动挂载测试；

   [root@web ~]# mount UUID="e271b5b2-b1ba-4b18-bde5-66e394fb02d9"/db1
   复制代码

3. 写入/etc/fstab测试；

   #手动编写
   [root@web ~]# tail -l /etc/fstab
   UUID=e271b5b2-b1ba-4b18-bde5-66e394fb02d9 /db1 xfs defaults 0 0
   
   #自动实现
   [root@web ~]# blkid |grep /dev/sda1 |awk -F '[: ]+' '{print $2}' |\
   sed -r 's#(.*)#\1 /db1 xfs defaults 0 0#g' >> /etc/fstab
   复制代码

4. 加载/etc/fstab配置文件,同时检测是否存在语法错误；

   [root@web ~]# mount -a
   复制代码

配置文件/etc/fstab

• /etc/fstab配置文件格式
  • 第一列：指定需要挂载的设备
    • 设备名称：/dev/sdb1；
    • 设备ID：UUID；
  • 第二列：挂载的入口目录
  • 第三列：文件系统类型
    • xfs类型；
    • ext4类型；
  • 第四列：挂载参数
    • async/sync：使用同步或异步方式存储数据；默认async
    • user/nouser：是否允许普通用户使用mount命令挂载；默认nouser
    • exec/noexe：是否允许可执行文件执行；默认exec
    • suid/nosuid：是否允许存在suid属性的文件；默认suid
    • auto/noauto：执行mount -a命令时，此文件系统是否被主动挂载；默认auto
    • rw/ro：是否以只读或者读写模式进行挂载；默认rw
    • default：具有rw,suid,dev,exec,auto,nouser,async等参数；
  • 第五列：是否要备份磁盘
    • 0：不做备份；
    • 1：每天进行备份操作；
    • 2：不定日期的进行备份操作；
  • 第六列：开机是否检验扇区
    • 0：不要检验磁盘是否有坏道；
    • 1：检验；
    • 2：校验(当1级别检验完成之后进行2级别检验)；

SWAP

什么是SWAP

Swap分区在系统的物理内存不够时，将硬盘中的一部分空间供当前运行的程序使用

为什么需要SWAP

当物理内存不够时会随机kill占用内存的进程，从而产生oom，临时使用swap可以解决

SWAP基本应用

1. 创建分区，并格式化为swap分区；

   [root@web ~]# fdisk /dev/sdb
   # 格式化为swap
   [root@web ~]# mkswap /dev/sdb1
   复制代码

2. 查看当前swap分区大小；

   [root@web ~]# free -m
           total	used	free	shared	buff/cache	available
   Mem:	1980	1475	80		10		424			242
   Swap:	2047	4		2043
   复制代码

扩展swap分区

• 扩展swap分区，使用swapon命令

  • swapon device：将某个磁盘大小添加到swap分区中；

  • swapon -a：添加所有swap分区；

  [root@web ~]# swapon /dev/sdb1
  [root@web ~]# free -m
  		total	used	free	shared	buff/cache	available
  Mem:	1980	1475	80		10		424			242
  Swap:	3047	4		2043
  复制代码

缩小swap分区

• 缩小swap分区，使用swapoff命令

  • swapoff device：关闭某个磁盘的swap分区；

  • swapoff -a：关闭所有swap分区；

  [root@web ~]# swapoff /dev/sdb1
  [root@web ~]# free -m
  		total	used	free	shared	buff/cache	available
  Mem:	1980	1475	80		10		424			242
  Swap:	2047	4		2043
  复制代码

文件系统修复

• 在Linux系统中，为了增加系统性能，通常系统会将一些数据先写入内存中，然后再刷新至磁盘中；

• 万一公司服务器突然断电或者其他未知原因，再次启动后，会造成文件系统错误；

  [root@web ~]# fdisk /dev/sdc			# 分配1G分区
  [root@web ~]# mkfs.xfs /dev/sdc1
  [root@web ~]# mount /dev/sdc1 /mnt
  [root@web ~]# echo "Hello" > /mnt/new.txt
  
  # 模拟损坏
  [root@web ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sdc bs=300M count=1
  [root@web ~]# umount /mnt
  [root@web ~]# mount /dev/sdc1 /mnt		# 无法挂载
  
  # 尝试修复
  [root@web ~]# xfs_repair /dev/sdc1
  
  # 强制修复
  [root@web ~]# xfs_repair -L /dev/sdc1
  复制代码