linux 简单记录6--存储结构与磁盘划分

--常见的EXT3,EXT4,XFS文件系统的不同
--硬盘设备分区、格式化及挂载
--部署SWAP交换分区、配置quota磁盘配额服务,ln软硬连接

在linux中,目录、字符设备、块设备、套接字、打印机等都被抽象成文件。
1 常见的目录以及对应的存放的内容

/boot 开机所需文件—内核、开机菜单以及所需配置文件等
/dev 以文件形式存放任何设备与接口
/etc 配置文件
/home 用户家目录
/bin 存放单用户模式下还可以操作的命令
/lib 开机时用到的函数库,以及/bin 与/sbin 下面的命令要调用的函数
/sbin 开机过程中需要的命令
/media 用于挂载设备文件的目录
/opt 放置第三方的软件
/root 系统管理员的家目录
/srv 一些网络服务的数据文件目录
/tmp 任何人均可使用的“共享”临时目录
/proc 虚拟文件系统,例如系统内核、进程、外部设备及网络状态等
/usr/local 用户自行安装的软件
/usr/sbin Linux 系统开机时不会使用到的软件/命令/脚本
/usr/share 帮助与说明文件,也可放置共享文件
/var 主要存放经常变化的文件,如日志
/lost+found 当文件系统发生错误时,将一些丢失的文件片段存放在这里

物理设备的命名规则
在 Linux 系统中一切都是文件,硬件设备也不例外。

IDE 设备         /dev/hd[a-d]
SCSI/SATA/U 盘  /dev/sd[a-p]
软驱             /dev/fd[0-1]
打印机             /dev/lp[0-15]
光驱             /dev/cdrom
鼠标             /dev/mouse
磁带机             /dev/st0 或/dev/ht0

一般的硬盘设备都会是以“/dev/sd”开头
而一台主机上可以有多块硬盘,因此系统采用 a~p 来代表 16 块不同的硬盘默认从 a 开始分配),而且硬盘的分区编号也很有讲究
--主分区或扩展分区的编号从 1 开始,到 4 结束;
--逻辑分区从编号 5 开始

分区的数字编码不一定是强制顺延下来的,也有可能是手工指定的。因此 sda3 只能表示是编号为 3 的分区,而不能判断 sda 设备上已经存在了 3 个分区。

例如:/dev/sda5
/dev :硬件设备文件所在的目录
sd :hd表示ide设备,sd表示SCSI设备
a5 :a硬盘的顺序号,以字母a,b,c..表示,5 表示分区的顺序号
“/dev/sda5”表示的就是“这是系统中第一块被识别到的硬件设备中分区编号为 5 的逻辑分区的设备文件”。
硬盘设备是由大量的扇区组成的,每个扇区的容量为 512 字节。
其中第一个扇区最重要,它里面保存着主引导记录与分区表信息。
就第一个扇区来讲,主引导记录需要占用 446 字节,分区表为 64 字节,结束符占用 2 字节;
其中分区表中每记录一个分区信息就需要 16 字节,这样一来最多只有 4 个分区信息可以写到第一个扇区中,
这 4 个分区就是 4 个主分区。
问题来了—第一个扇区最多只能创建出 4 个分区?为了解决分区个数不够
的问题,可以将第一个扇区的分区表中 16 字节(原本要写入主分区信息)的空间(称之为扩展分区)拿出来指向另外一个分区。
也就是说,扩展分区其实并不是一个真正的分区,而更像是一个占用 16 字节分区表空间的指针—一个指向另外一个分区的指针。
用户一般会选择使用 3 个主分区加 1 个扩展分区的方法,然后在扩展分区中创建出数个逻辑分区,从而来满足多分区(大于 4 个)的需求。
注:所谓扩展分区,严格地讲它不是一个实际意义的分区,它仅仅是一个指向下一个分区的指针,这种指针结构将形成一个单向链表。

2 文件系统与数据资料
用户在硬件存储设备中执行的文件建立、写入、读取、修改、转存与控制等操作都是依
靠文件系统来完成的。

--EXT3: 日志文件系统,能够在系统异常宕机时避免文件系统资料丢失,并能自动修复数据的不一致与错误。
--EXT4: ext3的改进版本,RHEL6系统的默认文件管理系统,支持的存储容量1EB,能够有无限多的子目录,EXT4能够批量分配block块
--XFS: 一种高性能的日志文件系统,是RHEL7中默认的文件管理系统

在拿到了一块新的硬盘存储设备后,也需要先分区,然后再格式化文件系统,最后才能挂载并正常使用
可以选择不进行分区,但是必须对硬盘进行格式化处理
Linux 只是把每个文件的权限与属性记录在inode 中,而且每个文件占用一个独立的 inode 表格,该表格的大小默认为 128 字节,里面记录了

--该文件的访问权限(read、 write、 execute);
--该文件的所有者与所属组(owner、 group);
--该文件的大小(size)
--该文件的创建或内容修改时间(ctime);
--该文件的最后一次访问时间(atime);
--该文件的修改时间(mtime);
--文件的特殊权限(SUID、 SGID、 SBIT);
--该文件的真实数据地址(point)
而文件的实际内容则保存在 block 块中(大小可以是 1KB、 2KB 或 4KB),一个 inode 的默认大小仅为 128B(Ext3)

3 挂载硬件设备

mount 用于挂载文件系统,“mount 文件系统 挂载目录”
挂载是在使用硬件设备前所执行的最后一步操作。
只需使用mount 命令把硬盘设备或分区与一个目录文件进行关联,然后就能在这个目录中看到硬件设备中的数据了。
-a 挂载所有在/etc/fstab 中定义的文件系统(会在执行后自动检查/etc/fstab文件中有无疏漏被挂载的设备文件,如果有,则进行自动挂载操作。)
-t 指定文件系统的类型
# mount /dev/sdb2 /backup
重启后挂载生效,把信息写入/etc/fstab文件中,各个字段的含义
设备文件     一般为设备的路径+设备名称,也可以写唯一识别码(UUID, Universally Unique Identifier)
挂载目录     指定要挂载到的目录,需在挂载前创建好
格式类型     指定文件系统的格式,比如 Ext3、 Ext4、 XFS、 SWAP、 iso9660(此为光盘设备)等
权限选项     若设置为 defaults,则默认权限为: rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async
自检         若为 1 则开机后进行磁盘自检,为 0 则不自检
优先级         若“自检”字段为 1,则可对多块硬盘进行自检优先级设置
/dev/sdb2 /backup ext4 defaults 0 0
将文件系统为ext4的硬件/dev/sdb2在开机后自动挂载在/backup目录,并保持默认权限且无须开机自检
[root@iscsi opt]# cat /etc/fstab 

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Fri Apr 17 01:00:00 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
#
UUID=1d476910-14ed-4b13-9552-f8b5827b23cc /                       xfs     defaults        0 0
UUID=90158b02-2610-4365-80e4-404db8b18a76 /boot                   xfs     defaults        0 0
UUID=f59c87c8-d44e-478f-b52e-62142da65e61 swap                    swap    defaults        0 0

umount 命令,用于撤销已经挂载的设备文件,“umount [挂载点/设备文件]”
# umount /dev/sdb2

4 添加硬盘设备

fdisk 用于管理磁盘分区,“fdisk [磁盘名称]”,添加、删除、转换分区等功能
m 查看全部可用的参数
n 添加新的分区
d 删除某个分区信息
l 列出所有可用的分区类型
t 改变某个分区的类型
p 查看分区信息
w 保存并退出
q 不保存直接退出
[root@iscsi opt]# file /dev/sdb1
/dev/sdb1: block special
# mkfs.xfs /dev/sdb1  #格式化分区xfs的文件系统
# mkdir /newFS
# mount /dev/sdb1 /newFS/
vim /etc/fstab
/dev/sdb1 /newFS xfs defaults 0 0
添加交换分区
SWAP(交换)分区是一种通过在硬盘中预先划分一定的空间,然后将把内存中暂时不常
用的数据临时存放到硬盘中,以便腾出物理内存空间让更活跃的程序服务来使用的技术,其设
计目的是为了解决真实物理内存不足的问题。
使用 SWAP 分区专用的格式化命令 mkswap,对新建的主分区进行格式化操作
# mkswap /dev/sdb2
# swapon /dev/sdb2 #把准备好的swap分区设备挂载到系统
# vim /etc/fstab

---本章节,大量文章描述来自于《linux就该这么学》

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