磁盘和文件系统

一、磁盘简介

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。

1、硬盘的chs模式

是指chs(Cylinder/Head/Sector)模式，很久以前,硬盘的容量还非常小的时候,人们采用与软盘类似的结构生产硬盘.也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同扇区数. 由此产生了所谓的3D参数 (Disk Geometry). 既磁头数(Heads),柱面数(Cylinders), 扇区数(Sectors pertrack),以及相应的寻址方式

sector 扇区：在硬盘上每个磁道上的扇区用6bit标识，每个磁道最多标识64个扇区，每个扇区512byte
track 磁道：磁道数等于柱面数，每个盘面上有1024个磁道
head 磁头：磁头数等于盘面数，在硬盘上磁头用8bit标识，最多寻道256个磁头
cylinder 柱面：在硬盘柱面用10bit标识，最多标识1024个柱面

磁盘容量计算方式：扇区大小*64*256*1024=8589934592=8G

因此早期的硬盘无法突破8G容量

以上这种方式会浪费很多磁盘空间 (与软盘一样). 为了解决这一问题, 进一步提高硬盘容量, 人们改用等密度结构生产硬盘.也就是说,外圈磁道的扇区比内圈磁道多. 采用这种结构后, 硬盘不再具有实际的3D参数, 寻址方式也改为线性寻址,即以扇区为单位进行寻址。

2、LBA（logical block addressing）模式

为了与使用3D寻址的老软件兼容 (如使用BIOS Int13H接口的软件), 在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器, 由它负责将老式3D参数翻译成新的线性参数.这也是为什么现在硬盘的3D参数可以有多种选择的原因 (不同的工作模式, 对应不同的3D参数,如 LBA, LARGE, NORMAL). CHS模式只能识别大硬盘的前面8G.lba使用的线性寻址，突破了1024柱面的限制，能访问8G以外的空间了。

LBA采用48个bit位寻址，最大寻址空间128PB。

二、硬盘分区

磁盘分区是使用分区编辑器（partition editor）在磁盘上划分几个逻辑部分，盘片一旦划分成数个分区，不同类的目录与文件可以存储进不同的分区。越多分区，也就有更多不同的地方，可以将文件的性质区分得更细，按照更为细分的性质，存储在不同的地方以管理文件；但太多分区就成了麻烦。空间管理、访问许可与目录搜索的方式，依属于安装在分区上的文件系统。当改变大小的能力依属于安装在分区上的文件系统时，需要谨慎地考虑分区的大小。

1、硬盘为什要分区

优化I/O性能
实现磁盘空间配额限
提高修复速度
隔离系统和程序
安装多个OS
采用不同文件系统

2、分区表类型（MBR和GPT）

MBR: Master Boot Record 主引导记录

又叫做主引导扇区，是计算机开机后访问硬盘时所必须要读取的首个扇区，它在硬盘上的三维地址为（柱面，磁头，扇区）＝（0，0，1）。在深入讨论主引导扇区内部结构的时候，有时也将其开头的446字节内容特指为“主引导记录”（MBR），其后是4个16字节的“磁盘分区表”（DPT），以及2字节的结束标志（55AA）。因此，在使用“主引导记录”（MBR）这个术语的时候，需要根据具体情况判断其到底是指整个主引导扇区，还是主引导扇区的前446字节。

mbr分区用4个字节存储分区的总扇区数，最大能表示2的32次方的扇区个数，按每扇区512字节计算（2^32*512byte=2199023255552byte=2T），所以mbr无法识别大于2T以后的空间

0磁道0扇区：512bytes

446bytes：boot loader

64bytes：分区表，16bytes标识一个分区，支持4个分区，或者3个主分区和一个扩展分区

2bytes：分区标示位 55AA

MBR分区结构：

GPT: Globals Unique Identifiers

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系统中的一32bits来存储逻辑块地址和大小信息的主引导记录（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（2.2×10¹²字节）^[1]的分区，然而，一些硬盘制造商（诸如希捷和西部数据）注意到这个局限性，并且将他们的容量较大的磁盘升级到4KB的扇区，这意味着MBR的有效容量上限提升到16 TiB。这个看似“正确的”解决方案，在临时地降低人们对改进磁盘分配表的需求的同时，也给市场带来关于在有较大的块（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2⁶⁴-1个扇区成为可能。对于每个扇区大小为512字节的磁盘，那意味着可以有9.4ZB（9.4×10²¹字节）或8 ZiB个512字节（9,444,732,965,739,290,426,880字节或18,446,744,073,709,551,615（2⁶⁴-1）个扇区×512（2⁹）字节每扇区）

GPT支持128个分区，使用64位表示扇区，如果每个扇区是512Byte，理论上则支持8Z的磁盘。

使用128位UUID(Universally Unique Identifier) 表示磁盘和分区 GPT分区表
自动备份在头和尾两份，并有CRC校验位
UEFI (统一扩展固件接口)硬件支持GPT，使操作系统启动

gpt分区结构：

3、LINUX中的分区管理

LINUX中硬盘及分区工具的标识

在早期系统中硬盘的标识区分接口，比如IED接口的硬盘在/dev/以hd[a-z]标识，新系统中都以sd[a-z]来标识，不区分接口了

分区由数字来标识，比如硬盘是sda，那此硬盘的第一个分区为sda1，第二个为sda2，依次类推

在LINUX中一切皆文件，设备是以文件的方式标识，设备有主设备号和次设备号，主设备号表示不同类型的设备，次设备号表示同类设备的不同设备

LINUX中管理分区的工具

fdisk /dev/DISK

-l：列出分区信息
-c：使用非柱面模式
交互式：

p：打印当前分区表
m：帮助
n：添加新分区
d：删除分区
w：保存退出
l：列出分区类型
t：修改分区类型
q 不保存并退出

示例：
[root@rhel6 ~]# fdisk /dev/sdb

Command (m for help): p #查看当前分区

Disk /dev/sdb: 2147 MB, 2147483648 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 261 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0xb484790b

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

Command (m for help): n #新创建一个分区
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p #创建主分区
Partition number (1-4): 1 #分区号为1
First cylinder (1-261, default 1):  #默认从0扇区开始
Using default value 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-261, default 261): +1G #创建一个1G的分区

Command (m for help): p #查看分区后的状态

Disk /dev/sdb: 2147 MB, 2147483648 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 261 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0xb484790b

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

Command (m for help): w #保存退出
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

gdisk：用来管理gpt分区，用法和fdisk相似

parted /dev/DISK

mklabel {gpt|msdos} 设置硬盘的分区表类型，也可以进入交互式模式
-l：列出分区信息
交互式

cp [FROM-DEVICE] FROM-NUMBER TO-NUMBER   将文件系统复制到另一个分区
help [COMMAND]                           打印一般帮助，或帮助COMMAND
mklabel,mktable LABEL-TYPE               创建一个新的disklabel（分区表），LABEL-TYPE={msdos|gpt}
mkpart PART-TYPE [FS-TYPE] START END     新建一个分区
mkpartfs PART-TYPE FS-TYPE START END     新建一个带文件系统的分区
quit                                     退出程序
resize NUMBER START END                  调整分区NUMBER及其文件系统的大小
rm NUMBER                                删除NUMBER分区
version                                  显示GNU Parted的版本号和版权信息

partprobe 同步分区表，但在红帽系列6.x上有bug

partx

-a /dev/sda 同步分区表（6.x），在增加分区出现不同步时使用
-d --nr m-n /dev/sda 同步分区表（6.x），在删除分区出现不同步时使用

lsblk 查看内存现在生效的分区表

4、mbr分区表的备份与还原

[root@rhel6 ~]# dd if=/dev/sda of=/data/mbr_bak bs=1 count=512 #备份mbr分区表
512+0 records in
512+0 records out
512 bytes (512 B) copied, 0.000765317 s, 669 kB/s
[root@rhel6 ~]# hexdump -C /data/mbr_bak  
00000000  eb 48 90 10 8e d0 bc 00  b0 b8 00 00 8e d8 8e c0  |.H..............|
00000010  fb be 00 7c bf 00 06 b9  00 02 f3 a4 ea 21 06 00  |...|.........!..|
00000020  00 be be 07 38 04 75 0b  83 c6 10 81 fe fe 07 75  |....8.u........u|
00000030  f3 eb 16 b4 02 b0 01 bb  00 7c b2 80 8a 74 03 02  |.........|...t..|
00000040  80 00 00 80 fe 49 08 00  00 08 fa 90 90 f6 c2 80  |.....I..........|
00000050  75 02 b2 80 ea 59 7c 00  00 31 c0 8e d8 8e d0 bc  |u....Y|..1......|
00000060  00 20 fb a0 40 7c 3c ff  74 02 88 c2 52 f6 c2 80  |. ..@|<.t...R...|
00000070  74 54 b4 41 bb aa 55 cd  13 5a 52 72 49 81 fb 55  |tT.A..U..ZRrI..U|
00000080  aa 75 43 a0 41 7c 84 c0  75 05 83 e1 01 74 37 66  |.uC.A|..u....t7f|
00000090  8b 4c 10 be 05 7c c6 44  ff 01 66 8b 1e 44 7c c7  |.L...|.D..f..D|.|
000000a0  04 10 00 c7 44 02 01 00  66 89 5c 08 c7 44 06 00  |....D...f...D..|
000000b0  70 66 31 c0 89 44 04 66  89 44 0c b4 42 cd 13 72  |pf1..D.f.D..B..r|
000000c0  05 bb 00 70 eb 7d b4 08  cd 13 73 0a f6 c2 80 0f  |...p.}....s.....|
000000d0  84 f0 00 e9 8d 00 be 05  7c c6 44 ff 00 66 31 c0  |........|.D..f1.|
000000e0  88 f0 40 66 89 44 04 31  d2 88 ca c1 e2 02 88 e8  |..@f.D.1........|
000000f0  88 f4 40 89 44 08 31 c0  88 d0 c0 e8 02 66 89 04  |..@.D.1......f..|
00000100  66 a1 44 7c 66 31 d2 66  f7 34 88 54 0a 66 31 d2  |f.D|f1.f.4.T.f1.|
00000110  66 f7 74 04 88 54 0b 89  44 0c 3b 44 08 7d 3c 8a  |f.t..T..D.;D.}<.|
00000120  54 0d c0 e2 06 8a 4c 0a  fe c1 08 d1 8a 6c 0c 5a  |T.....L......l.Z|
00000130  8a 74 0b bb 00 70 8e c3  31 db b8 01 02 cd 13 72  |.t...p..1......r|
00000140  2a 8c c3 8e 06 48 7c 60  1e b9 00 01 8e db 31 f6  |*....H|`......1.|
00000150  31 ff fc f3 a5 1f 61 ff  26 42 7c be 7f 7d e8 40  |1.....a.&B|..}.@|
00000160  00 eb 0e be 84 7d e8 38  00 eb 06 be 8e 7d e8 30  |.....}.8.....}.0|
00000170  00 be 93 7d e8 2a 00 eb  fe 47 52 55 42 20 00 47  |...}.*...GRUB .G|
00000180  65 6f 6d 00 48 61 72 64  20 44 69 73 6b 00 52 65  |eom.Hard Disk.Re|
00000190  61 64 00 20 45 72 72 6f  72 00 bb 01 00 b4 0e cd  |ad. Error.......|
000001a0  10 ac 3c 00 75 f4 c3 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |..<.u...........|
000001b0  00 00 00 00 00 00 00 00  04 bc 00 00 00 00 80 20  |............... |
000001c0  21 00 83 dd 1e 3f 00 08  00 00 00 a0 0f 00 00 dd  |!....?..........|
000001d0  1f 3f 83 fe ff ff 00 a8  0f 00 00 00 80 02 00 fe  |.?..............|
000001e0  ff ff 83 fe ff ff 00 a8  8f 02 00 00 40 01 00 fe  |............@...|
000001f0  ff ff 05 fe ff ff 00 a8  cf 03 00 58 30 01 55 aa  |...........X0.U.|
00000200
[root@rhel6 ~]# dd if=/data/mbr_bak of=/dev/sda bs=1 count=512  #如果分区表损坏了可以进入rescue模式进行从新还原分区表，前提是分区表备份不要在这块硬盘上

gpt分区表会自动在磁盘尾扇区镜像备份一份

三、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。

[root@rhel6 ~]# ls /lib/modules/2.6.32-642.el6.x86_64/kernel/fs/ 列出系统支持的文件系统
autofs4     cramfs    ext3     gfs2   mbcache.ko  squashfs
btrfs       dlm       ext4     jbd    nfs         ubifs
cachefiles  ecryptfs  fat      jbd2   nfs_common  udf
cifs        exportfs  fscache  jffs2  nfsd        xfs
configfs    ext2      fuse     lockd  nls

Linux文件系统：ext2(Extended file system), ext3, ext4, xfs（SGI）, btrfs（Oracle）, reiserfs, jfs（AIX）, swap
光盘：iso9660
Windows：FAT32, exFAT,NTFS
Unix: FFS（fast）, UFS（unix）, JFS2
网络文件系统：NFS, CIFS
集群文件系统：GFS2, OCFS2（oracle）
分布式文件系统： fastdfs,ceph, moosefs, mogilefs, glusterfs, Lustre
RAW：未经处理或者未经格式化产生的文件系统

Linux的虚拟文件系统：VFS

由于底层文件系统类型太多，从而导致程序调用复杂，从而有VFS来作为一个统一接口，充当中间人的角色

super block 和 inode table 的关系

1、+文件系统管理工具+

mkfs.{ext4|ext3|xfs|...} 格式化指定设备分区

-t FSTYPE：格式化指定设备分区
-L：设定卷标
-b：块大小
-m #：预留%
-i：为多少个字节创建一个节点号
-N：指定节点号

findfs LABEL=<label>|UUID=<uuid>：查找分区

blkid：查看分区属性信息

-U UUID
-L LABEL

fsck: 文件系统检查，FS_TYPE一定要与分区上已经文件类型相同，修复时分区一定要在非挂载状态

fsck.FS_TYPE
fsck -t FS_TYPE
-p: 自动修复错误
-r: 交互式修复错误
-y：自动回答为yes
-f：强制修复

xfs_info：查看xfs文件系统的信息

xfs_growfs 挂载点同步调整大小后文件系统，适用xfs

+ext系列专用管理工具+

mke2fs：格式化ext系列的文件系统

-t {ext2|ext3|ext4} 指定文件系统类型
-b {1024|2048|4096} 指定块大小
-L 卷标设置卷标
-j == mkfs.ext3
-i # 为数据空间中每多少个字节创建一个inode；此大小不应该小于block的大小
-N #：指定分区中创建多少个inode
-l # 一个inode记录占用的磁盘空间大小，128---4096
-m #: 默认5%,为管理人员预留空间占总空间的百分比
-o FEATURE[...]：启用指定特性
-o ^FEATURE：关闭指定特性

e2label device [newlabel]：管理ext系列文件系统的LABEL

tune2fs：重新设定ext系列文件系统可调整参数的值

-l：查看指定文件系统超级块信息；super block
-L 'LABEL'：修改卷标
-m #：修预留给管理员的空间百分比
-j: 将ext2升级为ext3
-O: 文件系统属性启用或禁用, –O ^has_journal
-o: 调整文件系统的默认挂载选项，–o ^acl
-U UUID: 修改UUID号

dumpe2fs 查看超级块信息，显示分组

　　-h：查看超级块信息，不显示分组信息

e2fsck：ext系列文件专用的检测修复工具

resize2fs 设备同步调整大小后文件系统，适用ext系列

2、+设备挂载工具+

挂载是将额外文件系统与根文件系统某现存的目录建立起关联关系，进而使得此目录做为其它文件访问入口的行为，挂载点下原有文件在挂载完成后会被临时隐藏

卸载是为解除此关联关系的过程，要在此设备不在有进程使用时才可以正常卸载

[root@rhel6 ~]# cat /etc/mtab  #查看当前已挂载的设备
/dev/sda2 / ext4 rw 0 0
proc /proc proc rw 0 0
sysfs /sys sysfs rw 0 0
devpts /dev/pts devpts rw,gid=5,mode=620 0 0
tmpfs /dev/shm tmpfs rw 0 0
/dev/sda1 /boot ext4 rw 0 0
/dev/sda3 /data ext4 rw 0 0
none /proc/sys/fs/binfmt_misc binfmt_misc rw 0 0

/etc/mtab 每次挂载时都更新次文件

cat /proc/mounts 可以查看挂载信息

/etc/fstab 开机自动挂载

# /etc/fstab
# Created by anaconda on Fri Apr 20 22:56:45 2018
#
# 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=604bb620-06b7-496e-810d-373a06749b31 /                       xfs     defaults        0 0
UUID=635b125a-667b-4f64-b576-c12290fdbcf5 /boot                   xfs     defaults        0 0
UUID=564c85be-1a0d-4851-a544-1ddde8ba7cd8 /data                   xfs     defaults        0 0
UUID=2fea38ae-b8cf-4fec-99a3-d1b7e13324ff swap                    swap    defaults        0 0
#挂载设备　　挂载点　　文件系统类型　　挂载选项　　备份时间间隔（天）　　开机检查文件系统（0：不检查，1-n：按数字从小到大依次检查，参数相等的并行检查）

# vim /etc/grub.conf

　　kernel - max_loop=### 增加loop设备数，6.x上默认8个，7.x不限

mount

用法：mount 设备挂载点

LABEL=卷标名挂载点
UUID=‘xxxxxx’ 挂载点
-r 只读方式挂载
-w 读写挂载，默认
-n 不更新/etc/mtab
-t 指定文件系统，一般不用，系统可以自动识别
-a 自动挂载/etc/fstab中的设备
-B | --bind 目录挂载到目录
-o：选项
- acl：启用acl
- noacl：关闭acl
- remount：重新挂载
- ro：只读
- async：异步模式
- sync：同步模式
- loop：可以挂载文件，loop设备
- atime/noatime：包含目录和文件
- diratime/nodiratime：目录的访问时间戳
- auto/noauto：是否支持自动挂载,是否支持-a选项
- exec/noexec：是否支持将文件系统上运行应用程序
- dev/nodev：是否支持在此文件系统上使用设备文件
- suid/nosuid：是否支持suid和sgid权限
- user/nouser：是否允许普通用户挂载此设备，/etc/fstab使用
- defaults：相当于rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async
- nouuid：不检查UUID的冲突

umount {设备名|挂载点} 卸载设备

fuser

-v /dev/sda1 查看设备谁在用
-km /dev/sda1杀掉使用设备的进程

lsof /dev/sda1 查看设备那个进程在用

findmnt 查找某个文件夹是否处于挂载状态

losetup -a 查看当前挂载的loop设备

losetup /dev/loop# loopfile 绑定文件到loop设备

3、+内存及swap管理工具+

free 查看内存和swap的信息

-b 以字节为单位
-m 以MB为单位
-g 以GB为单位
-h 易读格式
-o 不显示-/+buffers/cache行
-t 显示RAM + swap的总和
-s n 刷新间隔为n秒
-c n 刷新n次后即退出

mkswap /dev/sdb1 -L swap_sdb1 格式化

#vi /etc/fstab
UUID=9e183975-5adf-41cb-886e-feef62a81335 swap swap defaults,pri=# 0 0
swap的UUID　　挂载点　　挂载文件系统类型　　挂载选项，优先级：数字越大越优先　　0 0

swapon DEV|LOOPFILE 激活swap分区

-s 查看当前的swap信息
-a 激活fstab表中配置的swap

swapoff 禁用swap分区

4、-其他块设备操作工具-

eject 弹出光驱

-t 弹入光驱

cp /dev/sr0 /data/centos7.iso 将光盘制作成iso文件

dd if=/dev/sr0 of=/data/centos7.iso 将光盘制作成iso文件

mkisofs -r -o etc.iso /etc/ 将目录打包成iso文件，但不能引导

mkdvdiso.sh source /destination/DVD.iso 制作引导光盘

#!/bin/bash

# by Chris Kloiber <ckloiber@redhat.com>
# Mods under CentOS by Phil Schaffner <pschaff2@verizon.net>

# A quick hack that will create a bootable DVD iso of a Red Hat Linux
# Distribution. Feed it either a directory containing the downloaded
# iso files of a distribution, or point it at a directory containing
# the "RedHat", "isolinux", and "images" directories.

# This version only works with "isolinux" based Red Hat Linux versions.

# Lots of disk space required to work, 3X the distribution size at least.

# GPL version 2 applies. No warranties, yadda, yadda. Have fun.

# Modified to add sanity checks and fix CentOS4 syntax errors

# TODO:
#   Add checks for available disk space on devices holding output and
#       temp files.
#   Add optional 3rd parameter to specify location of temp directory.
#   Create .discinfo if not present.

OS_VER=
$((test -e /etc/fedora-release && rpm -qf /etc/fedora-release --qf "FC%{VERSION}") 
|| (test -e /etc/redhat-release && rpm -qf /etc/redhat-release --qf "EL%{VERSION}") 
|| echo OS_unknown)

case "$OS_VER" in
  EL[45]*|FC?)
        IMPLANT=/usr/lib/anaconda-runtime/implantisomd5
        if [ ! -f $IMPLANT ]; then
            echo "Error: $IMPLANT Not Found!"
            echo "Please install anaconda-runtime and try again."
            exit 1
        fi
        ;;
  EL6*|FC1?)
        IMPLANT=/usr/bin/implantisomd5
        if [ ! -f $IMPLANT ]; then
            echo "Error: $IMPLANT Not Found!"
            echo "Please install isomd5sum and try again."
            exit 1
        fi
        ;;
  OS_unknown)
        echo "Unknown OS."
        exit 1
        ;;
  *)
        echo "Fix this script for $OS_VER"
        exit 1
esac

if [ $# -lt 2 ]; then
        echo "Usage: `basename $0` source /destination/DVD.iso"
        echo ""
        echo "        The 'source' can be either a directory containing a single"
        echo "        set of isos, or an exploded tree like an ftp site."
        exit 1
fi

DVD_DIR=`dirname $2`
DVD_FILE=`basename $2`

echo "DVD directory is $DVD_DIR"
echo "ISO file is $DVD_FILE"

if [ "$DVD_DIR" = "." ]; then
    echo "Destinaton Directory $DVD_DIR does not exist"
    exit 1
else
    if [ ! -d "/$DVD_DIR" ]; then
        echo "Destinaton Directory $DVD_DIR must be an absolute path"
        exit 1
    else
        if [ "$DVD_FILE" = "" ] || [ -d "$DVD_DIR/$DVD_FILE" ]; then
            echo "Null ISO file name."
            exit 1
        fi
    fi
fi

which mkisofs >&/dev/null
if [ "$?" != 0 ]; then
    echo "mkisofs Not Found"
    echo "yum install mkisofs"
fi

which createrepo >&/dev/null
if [ "$?" != 0 ]; then
    echo "createrepo Not Found"
    echo "yum install createrepo"
fi

if [ -f $2 ]; then
    echo "DVD ISO destination $2 already exists. Remove first to recreate."
    exit 1
fi

# Make sure there is enough free space to hold the DVD image on the filesystem
# where the home directory resides, otherwise change ~/mkrhdvd to point to
# a filesystem with sufficient free space.

cleanup() {
    [ ${LOOP:=/tmp/loop} = "/" ] && echo "LOOP mount point = /, dying!" && exit
    [ -d $LOOP ] && rm -rf $LOOP 
    [ ${DVD:=~/mkrhdvd} = "/" ] && echo "DVD data location is /, dying!" && exit
    [ -d $DVD ] && rm -rf $DVD 
}

cleanup
mkdir -p $LOOP
mkdir -p $DVD

ls $1/*.iso &>/dev/null
if [ "$?" = 0 ]; then

    echo "Found ISO CD images..."

    CDS=`expr 0`
    DISKS="1"

    [ -w / ] || {   # Very portable, but perhaps not perfect, test for superuser.
        echo "Only 'root' may use this script for loopback mounts" 1>&2
        exit 1
    }

    for f in `ls $1/*.iso`; do
        mount -o loop $f $LOOP
        cp -av $LOOP/* $DVD
        if [ -f $LOOP/.discinfo ]; then
            cp -av $LOOP/.discinfo $DVD
            CDS=`expr $CDS + 1`
            if [ $CDS != 1 ] ; then
                DISKS=`echo ${DISKS},${CDS}`
            fi
        fi
        umount $LOOP
    done
else
    if [ -f $1/isolinux/isolinux.bin ]; then

        echo "Found FTP-like tree..."

        if [ -e $1/.discinfo ]; then
            cp -av $1/.discinfo $DVD
        else
# How does one construct a legal .discinfo file if none is found?
            echo "Error: No .discinfo file found in $1"
            cleanup
            exit 1
        fi
        cp -av $1/* $DVD
    else
        echo "Error: No CD images nor FTP-like tree found in $1"
        cleanup
        exit 1
    fi
fi

if [ -e $DVD/.discinfo ]; then
    awk '{ if ( NR == 4 ) { print disks } else { print ; } }' disks="ALL" $DVD/.discinfo > $DVD/.discinfo.new
    mv $DVD/.discinfo.new $DVD/.discinfo
else
    echo  "Error: No .discinfo file found in $DVD"
    cleanup
    exit 1
fi

rm -rf $DVD/isolinux/boot.cat
find $DVD -name TRANS.TBL | xargs rm -f

cd $DVD
createrepo -g repodata/comps.xml ./
mkisofs -J -R -v -T -o $2 -b isolinux/isolinux.bin -c isolinux/boot.cat -no-emul-boot -boot-load-size 8 -boot-info-table $DVD
if [ "$?" = 0 ]; then

    echo ""
    echo "Image complete, create md5sum..."

#  $IMPLANT --force $2
# Don't like forced mediacheck? Try this instead.
    $IMPLANT --supported-iso --force $2

    echo "Start cleanup..."

    cleanup

    echo ""
    echo "Process Complete!"
    echo "Wrote DVD ISO image to $DVD_DIR/$DVD_FILE"
    echo ""
else
    echo "ERROR: Image creation failed, start cleanup..."

    cleanup

    echo ""
    echo "Failed to create ISO image $DVD_DIR/$DVD_FILE"
    echo ""
fi

mkdvdiso.sh

wodim –v –eject centos.iso 刻录光盘

lsusb 查看UBS

5、df、du和dd

df 显示以挂载的设备信息

-h：以人类可以看懂的方式显示
-H：以1000为单位显示分区大小
-T：显示文件系统
-i：显示节点号
-P：以标准格式显示

du 显示目录大小

-h 以人类可以看懂的方式显示
-s 只查看目录
--max-depth # 查看子目录深度

dd 转换和复制文件

of=file 输出
if=file 读入
bs=size 每次读写字节大小
ibs=size 每次读入字节大小
obs=size 每次写如字节大小
cbs=size 一次转换 n 个字节，即转换缓冲区大小
skip=blocks 源跳过
seek=blocks 目标跳过
count=#
conv 用以下指定的参数转换文件
- ascii 转换 EBCDIC 为 ASCII
- ebcdic 转换 ASCII 为 EBCDIC
- lcase 把大写字符转换为小写字符
- ucase 把小写字符转换为大写字符
- nocreat 不创建输出文件
- noerror 出错时不停止
- notrunc 不截短输出文件
- sync 把每个输入块填充到ibs个字节，不足部分用空(NUL)字符补齐
- fdatasync 等数据写到磁盘后才返回结果
oflag=direct ：direct 模式就是把写入请求直接封装成io 指令发到磁盘，可以绕过buffer和cache，测试真正的磁盘速度

#备份恢复磁盘：

dd if=/dev/sdx of=/path/to/image  #将/dev/sdx全盘数据备份到指定路径的image文件
dd if=/path/to/image of=/dev/sdx  #将备份文件恢复到指定盘

dd if=/dev/sdx | gzip >/path/to/image.gz  #备份/dev/sdx全盘数据，并利用gzip压缩，保存到指定路径
gzip -dc /path/to/image.gz | dd of=/dev/sdx  #将压缩的备份文件恢复到指定盘

#拷贝光盘数据到root文件夹下，并保存为cd.iso文件

dd if=/dev/cdrom of=/root/cd.iso

#销毁磁盘数据，利用随机的数据填充硬盘，在某些必要的场合可以用来销毁数据，执行此操作以后，/dev/sda1将无法挂载，创建和拷贝操作无法执行

dd if=/dev/urandom of=/dev/sda1

#测试硬盘写速度

dd if=/dev/zero of=/root/1Gb.file bs=1024 count=1000000

#测试硬盘读速度

dd if=/root/1Gb.file bs=64k | dd of=/dev/null

#测试硬盘读速度2（hdparm）

[root@rhel6 ~]# hdparm -Tt /dev/sdb
 /dev/sdb:
 Timing cached reads:   13400 MB in  2.00 seconds = 6704.56 MB/sec
 Timing buffered disk reads: 384 MB in  3.01 seconds = 127.74 MB/sec

四、RAID管理

独立硬盘冗余阵列（RAID, Redundant Array of Independent Disks），旧称廉价磁盘冗余阵列（Redundant Array of Inexpensive Disks），简称磁盘阵列

简单来说，RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑扇区，因此，操作系统只会把它当作一个硬盘。RAID常被用在服务器电脑上，并且常使用完全相同的硬盘作为组合

RAID比单颗硬盘有以下一个或多个方面的好处：增强数据集成度，增强容错功能，增加处理量或容量

常用raid级别：RAID-0，RAID-1，RAID-5，RAID-6，RAID-10，RAID-50，RAID-60等

RAID-0

要求至少2块硬盘以上，优点是把多块硬盘合并成一块，增加容量为各硬盘总和，并行读写速度增加，但是容错性低，其中一块硬盘故障数据即丢失

RAID-1

俩快硬盘做镜像，俩快硬盘各存储一份数据，如果俩快硬盘容量不一样则总容量按小硬盘算，特点速度慢，需要消耗一块硬盘的容量，但是对数据安全性高

RAID-10

简单来说，相当于把硬盘俩俩做镜像（raid1），然后再把每组raid1做raid0，优点是既保证了速度也保证了数据冗余，但是牺牲了硬盘容量

RAID-5

至少需要三块硬盘，存储数据时把数据拆分成n份，将拆分后的数据计算出校验和然后按照一定的分配方式存储到各硬盘，牺牲一块硬盘的容量，读写速度提高，在损坏一块硬盘的情况下不影响数据的安全

RAID-6

在raid5基础上在加入一块硬盘，在同时损坏俩快的情况下数据可以正常运行

mdadm命令：

Llinux中分区类型：fd

示例：mdadm -C /dev/md# -a yes -l 5 -c 32 -n 3 -x1 /dev/sd# 利用软件创建一个软raid5

-C：创建
-a：检查
-l：raid级别
-c：thunk大小，默认512K
-n：硬盘成员
-x：备用硬盘

mdadm -D /dev/md# 查看raid状态

mdadm -Ds /dev/md# > /etc/mdadm.conf 生成配置文件，下次开机自动生效

mdadm -S /dev/md# 停用raid设备

mdadm -A /dev/md# 激活raid设备

mdadm /dev/md# -f /dev/sd# 模拟硬盘损坏

mdadm /dev/md# -r /dev/sd# 手动移除硬盘

mdadm /dev/md# -a /dev/sd# 手动添新硬盘

-D：查看，cat /proc/mdstat 也可查看raid信息
-Ds：生成配置文件，保存到/etc/mdadm.conf
-S：停用
-A：激活
-f：标记硬盘损坏
-r：移除硬盘
-a：添加硬盘

mdadm -G /dev/md# -n4 -a /dev/sd# 扩展raid

-G：扩展raid

mdadm --zero-superblock /dev/sd# 删除已移除硬盘的superblock，避免再次使用的影响

五、LVM

逻辑卷管理器（英语：Logical Volume Manager，缩写为LVM），又译为逻辑卷宗管理器、逻辑扇区管理器、逻辑磁盘管理器，是Linux核心所提供的逻辑卷管理（Logical volume management）功能。它在硬盘的硬盘分区之上，又创建一个逻辑层，以方便系统管理硬盘分区系统。

最先由IBM开发，在AIX系统上实现，OS/2 操作系统与 HP-UX也支持这个功能。在1998年，Heinz Mauelshagen 根据在 HP-UX 上的逻辑卷管理器，写作出第一个 Linux 版本的逻辑卷管理器。

Linux中的分区类型：8e

PV(Physical Volume) 物理卷

VG(Volume Group) 卷组

LV(Logical Volume) 逻辑分区

PE(Physical Extent) 物理范围。VG中的最小单元，类似于RAID的chunk大小。

Linux中的设备路径：

/dev/mapper/vg0-lv0

/dev/vg0/lv0

/dev/dm-0

lvm管理工具：

pvs：查看pv信息

pvscan：查看pv信息

pvdisplay：查看pv信息

pvcreate：创建pv

vgs：查看vg信息

vgscan：查看vg信息

vgdisplay：查看vg信息

vgcreate -s 16M vgname /dev/sd# 创建vg

-s：指定PE大小

lvs：查看lv信息

lvscan：查看lv信息

lvdisplay：查看lv信息

lvcreate -n lvname {-L #G|-l #|} vgname 创建lv

-n：指定lv的名字
-L #(G|M)：指定lv大小
-l #%FREE | -l #(PE)：指定lv大小

vgrename OLDvgname NEWvgname 重命名vg

lvrename /dev/vgname/OLDlvname /dev/vgname/NEWlvname 重命名lv

扩展LV示例：

1、vgextend vgname /dev/sd#  扩展vg
2、lvextend -r {-l +#|# | -L +5G|5G} /dev/vg#/lv#  扩展lv并同步文件系统
　　-r：同步文件系统

缩减LV示例：只限于ext系列，xfs不支持缩减

1、umount
2、fsck -f /dev/vg0/lv0
3、resize2fs /dev/vg0/lv0 10G 缩减文件系统到10G
4、lvreduce -L 10G /dev/vg0/lv0 缩减LV到10G
5、mount

磁盘移除示例：

1、pvmove /dev/OLDDISK
2、vgreduce vgname /dev/OLDDISK
3、pvremove /dev/OLDDISK

LVM硬盘迁移示例：

1、vgchange -an vgname 禁用vg
2、vgexport vgname 导出vg
3、硬盘移动到新主机上
4、vgimport vgname 导入vg
5、vgchange -ay vgname 激活vg

LVM的快照：

lvcreate -n lvname-snapshot -s -L 1G -p r /dev/vgname/lvname 创建快照

-s：快照功能
-p r：快照只读属性

lvconvert --merge /dev/vgname/lvname-snapshot 恢复快照

lvremove /dev/lvname-snapshot 删除快照

记录于2018.4.25 22:01:00