博客6：磁盘以及创建文件系统的相关知识点

1.linux磁盘的相关知识点

  （1）I/O ports：I/O设备地址，实质上是一个缓冲器
  （2）块设备：Block，存取单位是“块”，例如：磁盘
  （3）字符设备：char，存取单位是“字符”，例如：键盘
  （4）设备文件：关联至一个设备驱动程序，进而能够与之对应硬件设备进行通信（仅有元数据，而无数据）
  （5）设备号码：
              主设备号：major number，表示设备类型
              次设备号：minor number，表示同一类型下的不同设备

2.硬盘的分区（底层硬件的准备）
    分区管理工具：
     fdisk,partx,sfdisk
    (1)fdisk的使用方法：

       1）查看当前硬盘的分区情况
           #fdisk -l [-u] [devices]
       2）管理硬盘
           #fdisk device
             子命令：管理功能 
               p:显示已有分区
               n：创建
               d：删除
               w：写入磁盘并退出
               q：放弃更新并退出
               m：获取帮助
               l:列出分区类别的id
               t：调整分区id

    （2）查看内核识别的当前系统上的分区

       #cat /proc/partations

     (3）通过内核重读硬盘分区表（这一步通常用于分区完成后的第一步）
          

       #partx -a /dev/DEVICE    
                  -n M:N  指定分区的范围
       #kpartx -a /dev/DEVICE
                  -f:force
     CentOS5：使用partprobe
       #partprobe [/dev/DEVICE]

3.硬盘分区结束后，那么对于操作系统来说，最底层的硬件设备已经准备好了。接下来就是磁盘的格式化。
    （1）Linux文件系统管理

    Linux文件系统: ext2, ext3, ext4, 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, OCFS2        
    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

 
 （2）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

  (3）Linux的虚拟文件系统：VFS

4.创建文件系统：mkfs命令

    （1）mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE
              ext4
              xfs
              btrfs
              vfat

     (2）mkfs -t FS_TYPE /dev/DEVICE
              -L “LABEL”：设定卷标
              -f：强制执行

            
 （4）ext系列的文件系统的相关查看管理工具

      1）mke2fs：ext系列文件系统专用管理工具
                -t {ext2|ext3|ext4}
       -b {1024|2048|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；此大小不应该小于block的大小；
       -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

      2) e2label：管理ext系列文件系统的LABEL
            #e2label DEVICE [LABEL]

   

      3）dumpe2fs:
            -h:查看超级块信息

      4）tune2fs:重新设定ext系列文件系统可调整的值
            -l：查看指定文件系统的超级块信息，superblock
            -L "LABEL"：修改卷标
            -m #:修改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止
            -o：调整文件系统的默认挂载选项
            -U UUID：修改UUID号

    （5）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

    （6）mkswap:创建交换分区

          mkswap [OPTION] device
                -L “LABEL”
           前提：调整其分区的ID为82

    （7）文件系统检测

          fsck：file system check
            fsck.FS_TYPE
            fsck -t FS_TYPE
                  -a：自动修复错误
                  -r：交互式修复错误
          注意：FS_TYPE一定要与分区上已经存在的文件类型相同

5.文件系统创建完成后，紧接着就是对其进行挂载，从而使得其能通过一个目录在Linux上被访问
    （1）对于挂载的简要介绍
        1）将额外的文件系统与根文件系统某现存的目录建立起关联关系，进而使得此目录作为其他文件访问入口的行为称为挂载
        2）解除此关联挂载点：卸载
        3）把设备关联挂载点：Mount Point
             mount DEVICE MOUNT_POINT
        4）卸载时可使用设备，也可以使用挂载点
             umount DEVICE
             umount MOUNT_POINT
        注意：挂载点下原有文件在挂载完成后会被临时隐藏
    （2）挂载方法：mount DEVICE MOUNT_POINT                  

    async：异步模式；
    sync：同步模式；
    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
    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
    ro：
    rw:
    user/nouser：是否允许普通用户挂载此设备
    acl：启用此文件系统上的acl功能(centos7上默认启动，之前版本不支持默认启动)

   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（rw, suid, dev, exec, auto, nouser, and async）
 注意：查看内核追踪到的已挂载的所有设备的文件是：cat /proc/mounts
       任何文件系统的挂载都会更新此文件：/etc/mtab      
         
    （3）卸载命令：umount

             #umount DEVICE
             #umount MOUNT_POINT
         查看并杀死访问指定文件，目录的进程
             #fuser -km MOUNT_POINT

    （4）挂载交换分区

           启动：
             #swapon [OPTION]... [DEVICE]
                  -a：激活所有的交换分区
                  -p PRIORITY：指定优先级
           禁止：
             #swapoff [OPTION]... [DEVICE]

6.文件系统挂载完成后，接着我们可能用到相关的查看命令
    （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

    （3）查看某目录总体空间占用状态

            du [OPTION] DIR
               -h：human-readable
               -s：summary

       

7.文件挂载的配置文件：/etc/fstab
     每行定义一个要挂载的文件系统；

     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  转储频率   自检次序

          要挂载的设备或伪文件系统：
        设备文件、LABEL(LABEL="")、UUID(UUID="")、伪文件系统名称(proc, sysfs)
        挂载选项：
        defaults
     转储频率：
        0：不做备份
        1：每天转储
        2：每隔一天转储
     自检次序：
        0：不自检
        1：首先自检；一般只有rootfs才用1；
        ...