Linux系统磁盘管理

一、磁盘分区和文件系统

1. 磁盘：
   计算机的外部存储器中也采用了类似磁带的装置，比较常用的一种叫磁盘，将圆形的磁性盘片装在一个方的密封盒子里，这样做的目的是为了防止磁盘表面划伤，导致数据丢失。
   文件系统：曾将圆形的磁性盘片装在一个方形的密封盒子里。有了磁盘之后，人们使用计算机就方便多了，不但可以把数据处理结果存放在磁盘中，还可以把很多输入到计算机中的数据存储到磁盘中，这样这些数据可以反复使用，避免了重复劳动。可是不久之后，人们又发现了另一个问题：人们要存储到磁盘上的内容越来越多，众多的信息存储在一起，很不方便。这样就导致了文件系统的产生。
2. 文件系统：
   文件系统是操作系统用于明确存储设备（常见的是磁盘，也有基于NAND Flash的固态硬盘）或分区上的文件的方法和数据结构；即在存储设备上组织文件的方法。操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：文件系统的接口，对对象操纵和管理的软件集合，对象及属性。从系统角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。

二、磁盘分区

计算机中存放信息的主要的存储设备就是硬盘，但是硬盘不能直接使用，必须对硬盘进行分割，分割成的一块一块的硬盘区域就是磁盘分区。在传统的磁盘管理中，将一个硬盘分为两大类分区：主分区和扩展分区。主分区是能够安装操作系统，能够进行计算机启动的分区，这样的分区可以直接格式化，然后安装系统，直接存放文件。

fdisk           ##是用于管理磁盘分区的实用程序
fdisk     -l    ##列出磁盘分区信息
blkid           ##列出系统中可用设备的id
df              ##查看系统中正在使用的设备信息
df        -T    ##能够查看到正在使用的设备的类型
          -h    ##能够查看到正在使用的设备的大小

1 fdisk /dev/vdb                   ##进行分区
2 partprobe                        ##同步分区信息表
3 cat /proc/partitions             ##查看分区信息
4 mfs.fs /dev/vdbn(n=1,2,..n)      ##格式化新建分区
5 mount /dev/vdbn(n=1,2,..n) /mnt  ##临时挂载设备在/mnt 目录下
6 vim /etc/fstab
devic                 mountpoint    ftype defaults(mountpoint) 0 0/dev/vdbn(n=1,2,..n)  /mnt           xfs  defaults             0 0
##更改分区方式

4.改变分区表记录方式

GUID磁碟分割表（GUIDPartition Table，缩写：GPT）是一个实体硬盘的分区表的结构布局的标准。它是可扩展固件接口（EFI）标准（被Intel用于替代个人计算机的BIOS）的一部分，被用于替代BIOS系统中的一个扇区来存储逻辑块地址和大小信息的主开机纪录（MBR）分区表。对于那些扇区为512字节的磁盘，MBR分区表不支持容量大于2.2TB（2.2 × 10^12字节）的分区，然而，一些硬盘制造商（诸如希捷和西部数据）注意到了这个局限性，并且将他们的容量较大的磁盘升级到了4KB的扇区,这意味着MBR的有效容量上限提升到了16 TB。 这个看似“正确的”解决方案，在临时地降低了人们对改进磁盘分配表的需求的同时，也给市场带来了关于在有较大的块(block)的设备上从BIOS启动时，如何最佳的划分磁盘分区的困惑。GPT分配64bits给逻辑块地址，因而使得最大分区大小在2^64-1个扇区成为了可能。对于每个扇区大小为512字节的磁盘，那意味着可以有9.4ZB(9.4 x 10^21字节)或18 E 个512字节（9,444,732,965,739,290,426,880字节 或 18,446,744,073,709,551,615（2^64-1）个扇区 x 512（=2^9）字节每扇区）。
截止至2010年，大多数操作系统对GPT均有所支持，尽管包括Mac OS X和Windows在内的一些仅支持在EFI基础上自GPT分区启动，见#操作系统支持。
GPT分区表的结构。此例中，每个逻辑块（LBA）为512字节，每个分区的记录为128字节。负数的LBA地址表示从最后的块开始倒数，−1表示最后一个块。

1 parted /dev/vdb

5.swap分区

> 建议设定 系统RAM 建议最小交换空间 
> 最大4GB 至少2GB 
> 4GB-16GB 至少4GB 
> 16GB-64GB 至少8GB
> 64GB-256GB 至少16G

1 fdisk /dev/vdb                    ##进行分区
2 fdisk /dev/vdb中t修改分区方式 
gpt 14 
doc 82
3 mkswap /dev/vdbn(n=1,2,..n)       ##格式化swap分区
4 swapon -a /dev/vdbn               ##激活swap分区
5 vim /etc/fstab                    ##长期挂载
  /dev/vdbn(n=1,2,..n)  swap    swap    defaults,pri=1  0   0
6 swapoff /dev/vdbnvdbn(n=1,2,..n)  ##取消挂载文件系统

二、磁盘加密管理

1. 磁盘加密

1 fidisk /dev/dvb                   ##磁盘分区，出创建设备 
2 cryptsetup luksFormat /dev/vdb1   ##安装加密层
3 cryptsetup open /dev/vdb1 hello   ##打开加密层
4 mkfs.xfs /dev/mapper/hello        ##格式化解密后文件
##/dev/mapper/是/dev/db1解密后的状态
5 mount /dev/mapper/hello /mnt      ##挂载加密设备文件
6 umout /mnt/                       ##取消挂载加密设备文件
7 cryptsetup close hello            ##关闭加密层

2加密的永久性挂载

1 vim /etc/crypttab            ##创建并编辑加密文件
解密后的设备管理文件  设备      加密字符存放文件
hello           /dev/vdb1     /root/hellopasswd
2 vim /root/hellopasswd        ##创建并编辑设备管理文件的解密字符
解密字符       
3 chmod 600 /root/hellopasswd  ##赋予设备管理文件root的权限
4 cryptsetup luksAddKey(K是大写) /dev/vdb1 /root/hellopasswd
5 vim /etc/fastab              ##编辑挂载文件
6 /dev/mapper/hello /mnt    xfs defaults    0 0(不检测不备份）
7 reboot                       ##重启进行验证

3 加密清除

1 vim /etc/fstab           ##注释挂载文件
2 > /etc/crypttab          ##清空加密管理文件
3 rm -fr /root/hellopasswd ##删除设备设备管理文件的解密字符
4 umount /mnt/             ##取消挂载（如果出现挂载目录正忙，用fuser -kvm /mnt(挂载目录）杀死进程，再取消挂载）
5 cryptsetup close hello   ##关闭加密管理文件
6 mkfs.xfs /dev/vdb1       ##格式化vdb1

三、磁盘配额

1 mount -o usrquota /dev/vdb1 /mnt   ##创建并挂载
2 quotaon -uv /dev/vdb1              ##激活配额功能
3 edquota -u sutent                  ##给student用户磁盘配置
4 dd if=/dev/zero if=/mnt/file bs=1M count=500
（如果无法打开，先赋予/mnt满权限 ，chmod 777 /mnt）
5 quota -u username                  ##查看用户的磁盘配额

四、磁盘阵列

磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。
磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。[1]
磁盘阵列还能利用同位检查（Parity Check）的观念，在数组中任意一个硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新置入新硬盘中。

madadm -C(大写) /dev/md0 -a yes -l 1 -n 2 -x 1 /dev/vdb{1..3}
-C创建
-a yes 从没有的创建 -l
级别，只有0(同时录入，吞吐量大，适合网页输出），1（同时分开写速度快，适合贴吧、论坛键入式），5（吞吐量和速度都快）
-n 用几块盘创建
-x闲置块数（备用）

>

创建磁盘阵列

1 fdisk /dev/vdb
2 madadm -C(大写) /dev/md0 -a yes -l 1 -n 2 -x 1 /dev/vdb{1..3}  -C创建  -a yes 从没有的创建 -l 级别，只有0(同时录入，吞吐量大，适合网页输出），1（同时分开写速度快，适合贴吧、论坛键入式），5（吞吐量和速度都快） -n 用几块盘创建 -x闲置块数（备用） /dev/vdb{1..3}                       
3 mkfs.xfs /dev/md0                          ##格式化
4 mount /dev/md0 /mnt/                       ##挂载
5 watch -n 1 "cat /proc/mdstat ; df -h /mnt" ##监控命令

相关参数
mdadm -D /dev/md0                ##查看磁盘状态
mdadm /dec/md0  -f  /dev/vdb2    ##破坏磁盘
mdadm /dev/md0  -r  /dev/vdb2    ##删除磁盘
mdadm /dev/md0  -a  /dev/vdb2    ## 增加磁盘

删除磁盘阵列

umont /dev/md0           ##取消挂载
mdadm -S(大写） /dev/md0  ##停止RAID
fisk /dev/vdb            ##删除分区
partprobe                ##同步分区信息表
cat /proc/partitions     ##查看分区情况