centos6 磁盘与文件系统管理

一、磁盘管理

• 磁盘构成

　　　　1、圆形磁盘

　　　　2、磁盘读取头

　　　　3、机械手臂

　　　　4、主轴马达

• 运作原理

　　　　数据存储在具有磁性物质的圆形磁盘上，读写操作主要是通过机械手臂上的磁盘读取头来达成，实际运作时，主轴马达让磁盘转动，然后机械手臂可伸展让读取头在磁盘上进行读写

• 结构

　　　　sector（扇区）：磁盘的最小存储单位，主要分为512byte和4Kbyte两种规格；

　　　　track（磁道）：由同一个同心圆的扇区组合成的圆就是磁道；

　　　　cylinder（柱面）：所有磁盘上面的同一磁道形成的圆柱；早期时柱面是最小的分区单位，现在可以使用扇区为最小单位；

• MBR分区表与GPT分区表

　　MBR：存放于第一个扇区，第一扇区包含主要起动记录区（MBR）446byte（储存开机管理程序）和分区表64字节（记录分区信息）。

　　GPT：相对于早期的每个扇区512byte，现在可以达到4Kbyte，所以为了兼容所有硬盘，GPT采用逻辑区块地址（Logical Block Adress即LBA），每个LBA默认为512byte，第一块为LBA0，GPT使用34个LBA来记录分区信息，并且使用整个磁盘最后33个LBA最为备份。LBA0与MBR类似，由446byte储存开机管理程序和46byte的标识（用来标识GPT格式）。LBA1表头记录，记录分区表本身得大小和位置。LBA2-33实际的分区信息记录的地方，每个LBA可以记录4个分区。

• 分区操作

　　　　1、查看分区与目录的容量

[root@web01 ~]# df 　　　　####直接查看所有分区
Filesystem     1K-blocks    Used Available Use% Mounted on
/dev/sda3            % /
tmpfs                           % /dev/shm
/dev/sda1                  % /boot
[root@web01 ~]# df -h /dev/sda1　　　　#####-h 以人类可读的显示分区容量，接具体分区可查看具体分区容量
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1       194M   29M  155M  % /boot
[root@web01 ~]# df -i /dev/sda1　　　　　　　　######查看分区的inode值
Filesystem     Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on
/dev/sda1                % /boot#################################Filesystem：文件系统所在的分区1K-blocks：以KB为单位显示总容量Used：使用量Available：剩余空间Use%：使用率Mounted on：挂载地址##################################[root@web01 ~]# lsblk 　　　　#######列出所有存储设备NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINTsda      8:0    0   20G  0 disk ├─sda1   8:1    0  200M  0 part /boot├─sda2   8:2    0    1G  0 part [SWAP]└─sda3   8:3    0 18.8G  0 part /sdb      8:16   0    8G  0 disk sr0     11:0    1  4.2G  0 rom [root@web01 ~]# blkid　　　　　　#####列出所有设备的uuid/dev/sda1: UUID="ccad4cd9-7fa5-4160-aebb-d9db56f09b79" TYPE="ext4" /dev/sda2: UUID="9729cf63-ac88-4939-951a-994330570127" TYPE="swap" /dev/sda3: UUID="bafd90ed-80ae-463e-9aa6-c7ea68d4de44" TYPE="ext4"

[root@web01 ~]# du -s /etc/　　　　####-s 列出总量，而不列出目录下个别目录的占用量27888    /etc/[root@web01 ~]# du --max-depth=0 /etc/　　　　####--max-depth=0  列出当前目录容量27888    /etc/[root@web01 ~]# du --max-depth=1 /etc/　　　　####--max-depthp=1　　列出当前目录，以下一层目录的容量28    /etc/abrt8    /etc/cron.monthly28    /etc/kdump-adv-conf...中间省略...184    /etc/fonts27888    /etc

　　　　2、磁盘分区

[root@web01 ~]# fdisk -l　　　　####

Disk /dev/sda:  bytes
 heads,  sectors/track,  cylinders
Units = cylinders of  *  =  bytes
Sector size (logical/physical):  bytes /  bytes
I/O size (minimum/optimal):  bytes /  bytes
Disk identifier: 0x000bd0d6

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *                                Linux
Partition  does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2                                 Linux swap / Solaris
Partition  does not end on cylinder boundary.
/dev/sda3                              Linux

Disk /dev/sdb:  MB,  bytes
 heads,  sectors/track,  cylinders
Units = cylinders of  *  =  bytes
Sector size (logical/physical):  bytes /  bytes
I/O size (minimum/optimal):  bytes /  bytes
Disk identifier: 0x00026c48

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

[root@web01 ~]# fdisk /dev/sdb　　　　　　#####将mbr格式的硬盘分区GPT可以使用gdisk（centos7）

WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It's strongly recommended to         switch off the mode (command 'c') and change display units to         sectors (command 'u').

Command (m for help): m　　　　　　#######打印帮助选项Command action   a   toggle a bootable flag   b   edit bsd disklabel   c   toggle the dos compatibility flag   d   delete a partition　　　　　　　　######删除一个分区   l   list known partition types   m   print this menu   n   add a new partition　　　　　　######增加一个分区   o   create a new empty DOS partition table   p   print the partition table　　　　####打印出分区表   q   quit without saving changes　　　　####不保存就离开   s   create a new empty Sun disklabel   t   change a partition's system id   u   change display/entry units   v   verify the partition table   w   write table to disk and exit　　　　####保存配置后离开   x   extra functionality (experts only)

Command (m for help): n　　　　　　　　####新增分区Command action   e   extended   p   primary partition (1-4)p　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#####选择主分区Partition number (1-4): 1First cylinder (1-1044, default 1): 　　　　#####直接回车，从默认位置Using default value 1Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-1044, default 1044): +1G　　　　　　####给予分区1G容量

Command (m for help): p　　　　　　　　####打印分区

Disk /dev/sdb: 8589 MB, 8589934592 bytes255 heads, 63 sectors/track, 1044 cylindersUnits = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytesSector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytesI/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytesDisk identifier: 0x00026c48

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System/dev/sdb1               1         132     1060258+  83  Linux

[root@web01 ~]# partprobe 　　　　更新linux核心的分区表信息

二、文件系统管理

• ext4索引式文件系统，文件系统在格式化的时候会区分多个区块群组，每个区块群组都是独立的。通常会将文件的权限属性与实际数据放在不同的区块，权限予属性放置到inode中，数据放置在data block区块中。主要包含如下部分（每个文件系统只有第一个是block goup里是superblock其他的都是备份）　　

  、data block：数据块，用来存放文件内容数据的地方，原则上，block的大小与数量在格式化完就不能在改变，除非重新格式化；每个blocku最多只能存放一个文件的数据；
  、inode table：inode表格，记录文件的属性与数据指向block的具体位置
  、superblock：超级区块，记录整个filesystem的相关信息，包括inode与block的总量，已使用量，剩余量，大小；
  、filesystem description：文件描述符，记录每个block group开始与结束的block号码；
  、block bitmap：记录block已使用的block和未使用的block；
  、inode bitmap：记录inode已使用的inode和未使用的inode；

• inode

• 查看文件系统信息

[root@web01 ~]# dumpe2fs /dev/sda1　　　　###查看文件系统
dumpe2fs  (-May-)
Filesystem volume name:   <none>　　　　#####文件系统的名称（不一定会有）
Last mounted on:          /boot　　　　######上一次挂载的目录
Filesystem UUID:          ccad4cd9-7fa5--aebb-d9db56f09b79　　#####UUID
Filesystem magic number:  0xEF53
Filesystem revision #:     (dynamic)
Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype needs_recovery extent flex_bg sparse_super huge_file uninit_bg dir_nlink extra_isize
Filesystem flags:         signed_directory_hash
Default mount options:    user_xattr acl
Filesystem state:         clean　　　　　　#####文件系统的状态，clean是没问题
Errors behavior:          Continue
Filesystem OS type:       Linux
Inode count:              51200　　　　#####inode总数
Block count:              204800　　　######block总数
Reserved block count:     10240　　　　#####保留的block总数
Free blocks:              168662　　　　######空闲的block数量
Free inodes:              51162　　　　#####空闲的inode数量
First block:
Block size:               1024　　　　　#########单个block大小
Fragment size:
Reserved GDT blocks:
Blocks per group:
Fragments per group:
Inodes per group:
Inode blocks per group:
Flex block group size:
Filesystem created:       Sun Apr  ::
Last mount time:          Wed May  ::
Last write time:          Wed May  ::
Mount count:
Maximum mount count:      -
Last  ::
Check interval:            (<none>)
Lifetime writes:           MB
Reserved blocks uid:       (user root)
Reserved blocks gid:       (group root)
First inode:
Inode size:              128　　　　　　####inode容量大小
Journal inode:            8　　　　　　#######指向记录journal区块的inode
Default directory hash:   half_md4
Directory Hash Seed:      180b408c-5ab1-49eb--c2395862e7b0
Journal backup:           inode blocks
Journal features:         (none)
Journal size:             4096k　　　　######journal大小
Journal length:           4096　　
Journal sequence:         0x00000032
Journal start:            

Group : (Blocks -) [ITABLE_ZEROED]　　　　####第一块block group的位置
  Checksum
  Primary superblock at , Group descriptors at -2　　主要superblock的所在
  Reserved GDT blocks at -
  Block bitmap at  (+), Inode bitmap at  (+)
  Inode table at - (+)
   free blocks,  free inodes,  directories,  unused inodes
  Free blocks: -
  Free inodes: -2048......省略.........

• 格式化分区

[root@web01 ~]# mkfs.ext4 -b   /dev/sdb1
mke2fs  (-May-)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size= (log=)
Fragment size= (log=)
Stride= blocks, Stripe width= blocks
 inodes,  blocks
 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=
Maximum filesystem blocks=
 block groups
 blocks per group,  fragments per group
 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
    , , , 

Writing inode tables: done
Creating journal ( blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

This filesystem will be automatically  mounts or
 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

三、磁盘配额Quota

• 模式

　　　　1、限制某一群组能使用的最大磁盘配额（组员的资源分配不均匀，如果a,b,c三人共100G空间，如果a,b各使用了40G，那么c最多只能由20G）

　　　　2、限制某一用户的最大磁盘限额

　　　　注：这是根据用户在文件系统下所有的文件统计，不针对单个目录

• 使用限制

　　　　1、只能针对整个文件系统

　　　　2、核心必须支持quota

　　　　3、只对一般用户有效

• 实现方法

　　　　1、限制inode使用量，限制存放的文件数量

　　　　2、限制block使用量，限制存放的文件容量

　　　　3、hard值：绝对不能超过的值

　　　　4、soft值：超过限制仍可以正常使用，但是系统会提示警告信息

　　　　5、grace time：宽限时间，在超过soft值后会进入倒计时，倒计时结束前，仍可以使用，倒计时结束后，以soft值代替hard值，使用者便不能使用磁盘

• 操作

1、开启文件系统quota支持

[root@web01 ~]# mount|grep /mnt/dev/sdb1 on /mnt type ext4 (rw)[root@web01 ~]# vim /etc/fstab /dev/sdb1               /mnt                    ext4    defaults,usrquota,grpquota       0　　　　####挂载参数中，启用quota[root@web01 ~]# umount /mnt[root@web01 ~]# mount -a[root@web01 ~]# mount |grep /mnt/dev/sdb1 on /mnt type ext4 (rw,usrquota,grpquota)

2、创建quota配置文件

[root@web01 ~]# quotacheck -avug 　　#####创建quota配置文件，不要重复创建
quotacheck: Your kernel probably supports journaled quota but you are not using it. Consider switching to journaled quota to avoid running quotacheck after an unclean shutdown.
quotacheck: Scanning /dev/sdb1 [/mnt] done
quotacheck: Cannot stat old user quota file /mnt/aquota.user: No such file or directory. Usage will not be substracted.
quotacheck: Cannot stat old group quota file /mnt/aquota.group: No such file or directory. Usage will not be substracted.
quotacheck: Cannot stat old user quota file /mnt/aquota.user: No such file or directory. Usage will not be substracted.
quotacheck: Cannot stat old group quota file /mnt/aquota.group: No such file or directory. Usage will not be substracted.
quotacheck: Checked  directories and  files
quotacheck: Old file not found.
quotacheck: Old file not found.
[root@web01 ~]# ll  /mnt/
total
-rw-------  root root   May  : aquota.group
-rw-------  root root   May  : aquota.user
drwx------  root root  May  : lost+found

3、启动，关闭与限制值配置

[root@web01 ~]# quotaon -avug　　　　####开启quota
/dev/sdb1 [/mnt]: group quotas turned on
/dev/sdb1 [/mnt]: user quotas turned on
[root@web01 ~]# edquota -u user　　　　####针对用户user做磁盘限额，以下为配置文件

Disk quotas for user user (uid 1015):　　
  Filesystem                   blocks       soft       hard     inodes     soft     hard
  /dev/sdb1                         0          0          0          0        0        0############注释#############################Filesystem：文件系统，说明该限制是针对那个文件系统blocks：磁盘容量，系统自动算出，不能动soft：第一个soft，block的soft限制值，单位KBhard：第一个hard，block的hard限制值，单位KBinodes：系统自动算出，不能动soft：第二个soft，inode的soft限制值，单位 个hard：第二个hard，inode的hard限制值，单位 个

[root@web01 ~]# edquota -t　　　　#########修改宽限时间

Grace period before enforcing soft limits for users:Time units may be: days, hours, minutes, or seconds  Filesystem             Block grace period     Inode grace period  /dev/sdb1                     7days                  7days

[root@web01 ~]# edquota -p user -u test　　#######将用户user磁盘配额属性复制给test     [root@web01 ~]# quotaoff -a       　　　　######关闭所有磁盘配额[root@web01 ~]# quotaoff -u /mnt　　　　######关闭基于用户限制的磁盘配额[root@web01 ~]# quotaoff -g /mnt           #########关闭基于组限制的磁盘配额                                             

4、查看用户磁盘配额情况

[root@web01 ~]# quota -uvs user test　　　　####查看用户quota情况
Disk quotas ):
     Filesystem  blocks   quota   limit   grace   files   quota   limit   grace
      /dev/sdb1
Disk quotas ):
     Filesystem  blocks   quota   limit   grace   files   quota   limit   grace
      /dev/sdb1                                                         #####[root@web01 ~]# quota -gvs user test    为查看用户组磁盘配额情况 

• 不改动现有环境对某目录做磁盘限额

　　1、挂载新的文件系统，例：挂载在/data目录

　　2、将需要做磁盘限额的目录里的数据移动到/data目录下

　　3、将需要做磁盘限额的目录软连接到/data目录

　　4、对挂载在/data目录的文件系统进行磁盘配额