一、磁盘
1.IO接口类型
(1)传输类型分类
并口：同一线缆可以接多块设备；
IDE一个总线两个，主，从
SCSI：宽带：16-1；窄带：8-1
串口：同一线缆只可以接一个设备；
(2)硬盘类型分类(理论传输数据)
IDE(ata)：并口，133MB/s
SCSI：并口，Ultrascsi320, 320MB/S, UltraSCSI640, 640MB/S
SATA：串口，6gbps
SAS：串口，6gbps
USB：串口，480MB/s
2.硬盘种类和磁盘介绍
(1)机械硬盘：内部真空
磁盘：正反面含有磁性物质的盘片，由一个马达固定所有磁盘转动，固定角速度
每个盘片正反面各有一个磁头，所有磁头固定在一个机械臂上
平均寻道时间：5400rpm, 7200rpm, 10000rpm, 15000rpm转速
track(磁道)：每个盘片上出厂格式化
sector(扇区)：512bytes单位
cylinder(柱面)：不同盘面上同一编号的磁道组合在一起，分区划分按照柱面实现
越靠近较外部分区的柱面组成的分区，越快。Windows上c盘在最外面
(2)固态硬盘
类似与多个并行U盘，工作模式上模拟机械硬盘的机制。
电器设备，速度个人笔记本是原来的3到5倍，读400个iops(io per second)、写200iops
3.设备
(1)设备类型
块(block)：随机访问，数据交换单位是“块”；
字符(character)：线性访问，数据交换单位是“字符”，一般为串行设备；
(2)FHS标准下设备文件表示：/dev
1)设备文件：关联至设备的驱动程序；设备的访问入口；
2)设备号：
major：主设备号，区分设备类型；用于标明设备所需要的驱动程序；
minor：次设备号，区分同种类型下的不同的设备；是特定设备的访问入口；
(3)mknod命令：创建快或者字符设备特殊文件命令
格式：mknod [OPTION]... NAME TYPE [MAJOR MINOR]
-m MODE：创建后的设备文件的访问权限；
(4)设备文件名：ICANN互联网名称地址分配机构规定
1)磁盘：IDE： /dev/hd[a-z]
SCSI, SATA, USB, SAS: /dev/sd[a-z]
2)分区：/dev/sda#： /dev/sda1, ...
注意：CentOS 6和7统统将硬盘设备文件标识为/dev/sd[a-z]#
(5)引用设备的方式：设备文件名，卷标，UUID
4.格式化
低级格式化：硬件制造商、分区之前划分磁道，形成簇
高级格式化：分区之后对分区进行，创建文件系统
每种操作系统所设置的文件属性/权限不相同，为了存放这些所需的数据
5.MBR(Master Boot Record):主引导分区，为一个编号为0的512Mb的扇区
446bytes：bootloader,引导加载器程序，主引导记录，引导启动操作系统的程序；
64bytes：分区表，每16bytes标识一个分区，一共只能有4个分区；
2bytes：表示MBA是否有效；55AA为有效；
注意：
1) 主分区最多四个，扩展分区只能一个
2) 扩展分区不能单独使用，要继续分成逻辑分区，逻辑分区可以由多个
3) 一个分区就是一个独立的文件系统
4) 主分区和扩展分区的标识：1-4；逻辑分区：5+
二、VFS虚拟文件系统
1.VFS: Virtual File System，不同文件系统和上层接之间口的中间层
2.VFS支持的文件系统
Linux的文件系统: Ext系列[ext2(无日志功能), ext3, ext4](CentOS 5/6)
xfs(CentOS 7单个文件大小无上限), reiserfs, btrfs
光盘：iso9660
网络文件系统：nfs, cifs
集群文件系统：gfs2, ocfs2
内核级分布式文件系统：ceph
windows的文件系统：vfat, ntfs
伪文件系统：proc, sysfs, tmpfs, hugepagefs
Unix的文件系统：UFS， FFS， JFS
交换文件系统：swap
用户空间的分布式文件系统：mogilefs, moosefs, glusterfs
3.日志文件系统
Ext2之后改系列所增加的新功能
工作模式：在日志区域内进操作，完成后写入inode和block区域中，防止错误而要全盘扫面
会占用空间，且占用CPU的性能，但时硬件的发展可以抵消这些不足
三、磁盘管理命令
1.du：评估文件系统的磁盘使用量(显示美国而目录的大小)
格式：du [OPTION]... [FILE]...
-s: sumary 列出总量
-h: human-readable G/M格式显示出来
2.df：报告文件系统分区的使用情况
格式：df [OPTION]... [FILE]...
-l：仅显示本地文件的相关信息；
-h：human-readable
-i：显示inode的使用状态而非blocks
3.fdisk：创建查看分区
(1)查看磁盘的分区信息：
fdisk -l [-u] [device...]：列出指定磁盘设备上的分区情况；
(2)管理分区
fdisk提供了一个交互式接口来管理分区，它有许多子命令，分别用于不同的管理功能；所有的操作均在内存中完成，没有直接同步到磁盘；直到使用w命令保存至磁盘上；
n：创建新分区
d：删除已有分区
t：修改分区类型
l：查看所有已经ID
w：保存并退出
q：不保存并退出
m：查看帮助信息
p：显示现有分区信息
注意：在已经分区并且已经挂载其中某个分区的磁盘设备上创建的新分区，内核可能在创建完成后无法直接识别；
4.通知内核强制重读磁盘分区表：
查看：cat /proc/partitions
CentOS 5：partprobe [device]
CentOS 6,7：partx, kpartx
partx -a [device]
kpartx -af [device]
5.ext系列文件系统专用管理工具
(1)mke2fs :创建文件系统
mke2fs [OPTIONS] device
-t {ext2|ext3|ext4}：指明要创建的文件系统类型
mkfs.ext4 = mkfs -t ext4 = mke2fs -t ext4
-b {1024|2048|4096}：指明文件系统的块大小；
-L LABEL：指明卷标；
-j：创建有日志功能的文件系统ext3；
mke2fs -j = mke2fs -t ext3 = mkfs -t ext3 = mkfs.ext3
-i #：bytes-per-inode，指明inode与字节的比率；即每多少字节创建一个Indode;
-N #：直接指明要给此文件系统创建的inode的数量；
-m #：指定预留的空间，百分比；
-O [^]FEATURE：以指定的特性创建目标文件系统；
(2)e2label：卷标的查看与设定
查看：e2label device
设定：e2label device LABEL
(3)tune2fs：查看或修改ext系列文件系统的某些属性，块大小创建后不可修改
adjust tunable filesystem parameters on ext2/ext3/ext4 filesystems；
tune2fs [OPTIONS] device
-l：查看超级块的内容；
修改指定文件系统的属性：
-j：ext2 --> ext3；
-L LABEL：修改卷标；
-m #：调整预留空间百分比；
-O [^]FEATHER：开启或关闭某种特性；
-o [^]mount_options：开启或关闭某种默认挂载选项 acl ^acl
(4)dumpe2fs命令：显示ext系列文件系统的属性信息
dumpe2fs [-h] device
(5)e2fsck :检测一个ext2/ext3/ext4文件系统的Linux
e2fsck [OPTIONS] device
-y：对所有问题自动回答为yes;
-f：即使文件系统处于clean状态，也要强制进行检测；
6.fsck：check and repair a Linux file system检查修复Linux文件系统
因进程意外中止或系统崩溃等 原因导致定稿操作非正常终止时，可能会造成文件损坏；
此时，应该检测并修复文件系统； 建议，离线进行；
-t fstype：指明文件系统类型；
fsck -t ext4 = fsck.ext4
-a：无须交互而自动修复所有错误；
-r：交互式修复；
6.blkid：查看文件系统UUID、卷标、安全类型、格式等相关信息
blkid device
blkid -L LABEL：根据LABEL定位设备
blkid -U UUID：根据UUID定位设备
四、swap文件系统
1.Linux上的交换分区必须使用独立的文件系统；且文件系统的System ID必须为82；
2.mkswap；创建swap设备
mkswap [OPTIONS] device
-L LABEL：指明卷标
-f：强制
3.交换分区的启用和禁用
启用：swapon
swapon [OPTION] [DEVICE]
-a：定义在/etc/fstab文件中的所有swap设备；
禁用：swapoff
swapoff DEVICE
五、挂载和卸载
1.挂载：根文件系统外通过关联至根文件系统上的某个目录来实现访问
挂载点：mount_point，用于作为另一个文件系统的访问入口；
(1) 事先存在；
(2) 应该使用未被或不会被其它进程使用到的目录；
(3) 挂载点下原有的文件将会被隐藏；
2.mount命令
(1)mount：查看挂载分区
# mount
# cat /etc/mtab
# cat /proc/mounts
(2)mount [-nrw] [-t vfstype] [-o options] device dir
-r：readonly，只读挂载；
-w：read and write, 读写挂载；
-n：默认情况下，设备挂载或卸载的操作会同步更新至/etc/mtab文件中；-n用于禁止此特性；
-t vfstype：指明要挂载的设备上的文件系统的类型；多数情况下可省略，
此时mount会通过blkid来判断要挂载的设备的文件系统类型；
-L LABEL：挂载时以卷标的方式指明设备； mount -L LABEL dir
-U UUID：挂载时以UUID的方式指明设备；mount -U UUID dir
-o options：挂载选项
sync/async：同步/异步操作；
atime/noatime：文件或目录在被访问时是否更新其访问时间戳；
diratime/nodiratime：目录在被访问时是否更新其访问时间戳；
remount：重新挂载；
acl：支持使用facl功能；
# mount -o acl device dir
# tune2fs -o acl device
ro：只读
rw：读写
dev/nodev：此设备上是否允许创建设备文件；
exec/noexec：是否允许运行此设备上的程序文件；
auto/noauto：
user/nouser：是否允许普通用户挂载此文件系统；
suid/nosuid：是否允许程序文件上的suid和sgid特殊权限生效；
defaults：Use default options: rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async, and relatime.
【使用技巧】可以实现将目录绑定至另一个目录上，作为其临时访问入口；
mount --bind 源目录 目标目录
3.设定除根文件系统以外的其它文件系统能够开机时自动挂载：/etc/fstab文件
每行定义一个要挂载的文件系统及相关属性：
(1) 要挂载的设备：
设备文件；
LABEL
UUID
伪文件系统：如sysfs, proc, tmpfs等
(2) 挂载点
swap类型的设备的挂载点为swap；
(3) 文件系统类型；
(4) 挂载选项
defaults：使用默认挂载选项；
如果要同时指明多个挂载选项，彼此间以事情分隔；
defaults,acl,noatime,noexec
(5) 转储频率
0：从不备份；
1：每天备份；
2：每隔一天备份；
(6) 自检次序
0：不自检；
1：首先自检，通常只能是根文件系统可用1；
2：次级自检
...
mount -a：可自动挂载定义在此文件中的所支持自动挂载的设备；
4.fuser、lsof
正在被进程访问到的挂载点无法被卸载，查看被哪个或哪些进程所占用：
# lsof MOUNT_POINT
# fuser -v MOUNT_POINT
终止所有正在访问某挂载点的进程：# fuser -km MOUNT_POINT
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