linux磁盘及文件系统管理初步
目录
1.磁盘及文件系统管理 2.机械磁盘结构 3.mknod命令 4.parted命令 5.GPT分区&UEFI 6.二进制单位
Linux系统管理
磁盘分区及文件系统管理
RAID
LVM
网络属性管理
程序包管理
sed and awk
进程查看和管理
内核管理（编译和安装）
系统启动流程
定制、编译内核、busybox
系统安装：kickstart，dhcp，pxe
shell脚本编程
1.磁盘及文件系统管理
cpu、内存、I/O
IO：ram,disk,NIC（network interface card）
键盘鼠标：南桥
ram：北桥
|———————|
|北桥 |ram
|--------------|------------------------
|CPU |
|--------------|------------------------
| 南桥 |键盘，鼠标，硬盘
|--------------|
硬盘接口：
IDE接口:133MB/s
并行总线，双向四车道
//并行数据容易产生干扰，导致数据损坏重传，因此效率低
//并行越高，干扰频率越高
SCSI:并口，Ultrascci320,320MB/s
Ultrascci640,640MB/s
SCSI的费用更高
sata接口:6Gbps
串行总线，有前后，不能并行传输
SAS：串口时的scsi技术6Gbps
USB：串口3.0，480MB/s 理论
并口：同一线缆可以接多块硬盘
IDE：两个，主、从
SCSI：
宽带：16-1个设备
窄带：8-1个设备
串口：同一线缆，只可以接一个设备
IOps //IO per second
IDE:100次左右IO
SCSI：150左右
SATA：100多
SAS：100多到200
固态硬盘：400左右
7200 rpm的磁盘 IOPS = 1000 / (9 + 4.17) = 76 IOPS
10000 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (6+ 3) = 111 IOPS
15000 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (4 + 2) = 166 IOPS
PCI-E接口的固态硬盘IOPS都是
440k IOPS //44万
硬盘：机械硬盘，固态硬盘
固态硬盘：类似于U盘，内部是多个并行
CPU和硬盘设备之间的 连接器：适配器
负责硬盘控制芯片和CPU之间信号的翻译与转换
2.机械硬盘结构
多块盘片
track：磁道一个同心圆
角速度一致，
每一个盘片的双面都可以读取//每一个盘片的每一面都有磁头
rpm：rotation per minute //一分钟
5400rpm,7200rpm,10000rpm
每个磁道的周长是不一样的，因此不能按照磁道进行存储，不便于管理
磁道划分扇区：更容易管理
//扇区大小一般是固定的，一般为512字节
Cylinder:柱面：不同盘面的同一个编号的磁道上，就成为一个柱面
//第一个盘面的1号磁道,第二个盘面的1号磁道，第三个盘面的1号磁道，称为一个柱面
//磁头是固定的，上下两个，多个盘面
分区：基于柱面进行
越靠近外部磁道的分区，性能越好
//单位时间内划过的距离教程，获取的数据较多
//C盘及时最外面的分区
track磁道：同心圆，从外圈开始,磁道被分成0磁道,1磁道,2磁道
Cylinder：柱面，具有相同磁道编号的同心圆组成柱面,那么这柱面就像一个没了底的铁桶
柱面数：就是磁盘上的磁道数
磁面数==磁头数
不同盘片相同半径构成的圆柱面即柱面
扇区sector：扇区就是每一个磁道中被分成若干等分的区域.相邻磁道是有间隔的,这是因为磁化单元太近会产生干扰.
每个柱面包括512个字节。固定值
硬盘的容量=柱面数(CYLINDER)*磁头数(HEAD)*扇区数(SECTOR)*512B.
存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数
Linux的哲学思想：一切皆文件
设备类型：
块(block):随机访问，数据交换单位是“块”
//sda,sdb
字符(character):线性访问，数据交换单位是字符
//tty1,tty2,pts
设备文件：FHS
/dev目录下
设备文件：用于实现将设备关联至其驱动程序
//任何时候打开一个设备文件，其实相当于打开该文件的驱动程序
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设备；是特定设备的访问入口
3.mknod命令
mknod命令
创建块设备和字符设备
mknod [OPTION] ... NAME TYPE [MAJOR MINOR]
mknod /dev/testdev c 111 1
-m MODE 直接指定其权限 //调用系统调用来实现权限修改
TYPE：
b 块设备
c,u 字符设备，(unbuffered)
p FIFO设备
设备文件名：是统一定义的，ICANN
磁盘：
IDE：/dev/hd
SCSI,SATA,USB,SAS :/dev/sd[a-z]
引用设备的方式：
设备文件名
卷标
UUID//128位
分区：
/dev/sda[1-4]
注意：Centos6和7统统将硬盘设备文件表示为/dev/sd[a-z]#
硬盘分区：MBR，GPT
MBR：0 sector//0扇区，
master boot record//主引导记录
512字节
446字节：bootloader，程序，引导启动操作系统的程序
64字节：分区表，每16bytes标识一个分区，最多4个分区
2字节：MBR区域的有效性，55AA为有效
//假如要实现更多的分区，
//例如：用其中一个主分区不用来标识分区的开始和结束为止，而是指向一个存储空间，当做新的分区表
//这个用来指向其他分区表的成为扩展分区，但是扩展分区需要再次分区才能使用
例如：
4主分区：
3扩展分区：
扩展分区：
n个逻辑分区
主分区和扩展分区的标识：1-4
逻辑分区：5+
fdisk 命令分区
-l 列出信息
centos6：start。。end：柱面
centos7：start。。end：扇区
2.管理分区
fdisk /dev/sdb
fdisk提供了交互式接口来管理分区，它有很多子命令，分别用于不同的管理功能，所有操作均在内存中完成，没有直接同步磁盘
直到w保存
n：创建新分区
d：删除新分区
4.parted命令
parted 分区命令
help COMMAND//获取帮助信息
print [devices|all|free] //查看所有细腻
mkpart PARTTYPE [FSTYPE] START END
PARTTYPE：primary,extended,logical,
mkpart primary ext4 30G 50G
select /dev/sdb //选中
set NUMBER FLAG STATE
FLAG:boot引导，hidden隐藏，raid软raid，LVM等
STATE：on/off
set 1 boot on
unit UNIT //设置默认输出时表示磁盘大小的单位
MB，GB，%占用百分比，compat人类易读方式，
s扇区，cy柱面，chs柱面磁头扇区的地址
mkfs NUMBER FS-TYPE //对指定编号NUMBER的分区创建指定FS-TYPE的文件系统
print //查看信息
resize 1 //重新修改分区
rm 2 //删除2分区
check NUMBER //检查指定编号NUMBER分区中的文件系统是否有什么错误
resize NUMBER START END //调整分区大小
move NUMBER START END //分区移动到其他位置
只能移动到空闲分区上
虽然分区被移动了，但是分区的编号不会变动
cp [FROM-DEVICE] FROM-NUMBER NUMBER-TONUMBER
复制文件系统到分区
5.GPT分区&UEFI
GPT分区：
GPT硬盘中，分区表的位置存储在GPT头中，处于兼容性考虑，硬盘的第一个扇区仍用MBR
之后才是GPT头
MBR最多支持2TB
GPT支持18EB
每个磁盘128个分区//windows只认，默认不受限
更安全，分区表会备份，且加入校验算法，一旦病毒感染，及时使用备份恢复
硬盘容量的识别，更安全，分区数量上
与 MBR 分区的磁盘不同，GPT的分区信息是在分区中，而不象MBR一样在主引导扇区。
为保护GPT不受MBR类磁盘管理软件的危害，GPT在主引导扇区建立了一 个保护分区 (Protective MBR)的MBR分区表，
这种分区的类型标识为0xEE，
这个保护分区的大小在Windows下为128MB，Mac OS X下为200MB，
在Window磁盘管理器里名为GPT保护分区，
可让MBR类磁盘管理软件把GPT看成一个未知格式的分区，而不是错误地当成一个未分 区的磁盘。
另外，GPT 分区磁盘有多余的主要及备份分区表来提高分区数据结构的完整性。
UEFI：是bios的一种替代方案
UEFI已经具备文件系统的支持，能够直接读取FAT分区表中的文件
而在UEFI下，不再需要主引导记录，不再需要活动分区，不需要任何工具，
只要复制安装文件到一个FAT32（主）分区/U盘中，然后从这个分区/U盘启动，安装Windows就是这么简单。
PMBR
GPT分区表
备份GPT分区表
可以看到，在GTP磁盘的第一个数据块中同样有一个与MBR（主引导记录）类似的标记，叫做PMBR。
PMBR的作用是，当使用不支持GPT的分区工具时，整个硬盘将显示为一个受保护的分区，以防止分区表及硬盘数据遭到破坏。
UEFI并不从PMBR中获取GPT磁盘的分区信息，它有自己的分区表，即GPT分区表。
GPT的分区方案之所以比MBR更先进，是因为在GPT分区表头中可自定义分区数量的最大值，也就是说GPT分区表的大小不是固定的。
Windows中，微软设定GPT磁盘最大分区数量为128个。另外，GPT分区方案中逻辑块地址（LBA）采用64位二进制数表示，
可以计算一下2^64是一个多么庞大的数据，以我们的需求来讲完全有理由认为这个大小约等于无限。
除此之外，GPT分区方案在硬盘的末端还有一个备份分区表，保证了分区信息不容易丢失。
6.二进制单位
MB,GB,TB,PB,EB,ZB,YB,BB,NB,DB
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