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磁盘储存和文件系统管理

1.创建设备文件:mknod (b是文件类型、8主设备编号、1次编号此类型下第几个文件)

例子:

     

 

 

* 同设备类型下,主设备编号、次设备编号相同的两个设备文件为同一个!

2.硬盘接口类型:

IDE  早期家用电脑       SCSI  早期服务器         SATA   家用电脑      SAS   服务器             USB        M.2

  注意: 速度不是由单纯的接口类型决定,支持Nvme协议硬盘速度是最快的
3.机械硬盘(HHD)、固态硬盘(SSD)
  相较于HDD,SSD在防震抗摔、传输速率、功耗、重量、噪音上有明显优势,SSD传输速率性能是HDD
的2倍。
  相较于SSD,HDD在价格、容量占有绝对优势,硬盘有价,数据无价,目前SSD不能完全取代HHD
4.硬盘储存术语CHS
head:磁头                   track:磁道                       sector:扇区                  cylinder:柱面  

 

*机械硬盘访问数据时间=磁头寻道时间+硬盘转速+读取扇区时间

*越外圈磁道数据访问越快(磁道编号越小就在外圈)

5.由于CHS寻址方式的寻址空间在大概8GB以内,所以在磁盘容量小于大概8GB时,可以使用CHS寻址方
式或是LBA寻址方式;在磁盘容量大于大概8GB时,则只能使用LBA寻址方式(只寻扇区48位,最大8T)
 
6.识别SSD和HHD类型:
                                     1表示机械,0表示SSD
             
7.磁盘分区
  • 优化I/O性能
  • 实现磁盘空间配额限制
  • 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

 

8.分区方式: 

MBR  

MBR分区中一块硬盘最多有4个主分区,也可以3主分区+1扩展(N个逻辑分区)

MBR分区:主和扩展分区对应的1--4,/dev/sda3,逻辑分区从5开始,/dev/sda5
分区结构:
 

 

 

分区表(DPT,Disk Partition Table)含4个分区项,偏移地址01BEH--01FDH,每个分区表项长16个字节,共64字节为分区项1、分区项2、分区项3、分区项4
*分区表被破坏,系统无法启动,需要进去救援模式恢复对应的分区表
9.备份分区表
dd if=/dev/sda of=/data/dpt.img bs=1 count=64 skip=446    (skip跳过if后面的文件字节、seek跳过of后面文件字节)
 
10.临时配ip地址(救援模式下):ip a a   /   ip addr add 10.0.0.8/24 dev 网卡名

11.scp     其他主机ip10.0.0.0:文件路径     /当前主机目录  (从它机拷文件) scp  文件路径   其他主机ip10.0.0.1:/保存路径(向它机拷文件)

12.GPT分区:支持128个分区,64位,支持8Z,使用128位UUID(Universally Unique Identififier) 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 (Unifified Extensible Firmware Interface 统一可扩展固件接口)硬件支持GPT,使得操作系统可以启动
  • GPT头
  • 分区表
  • GPT分区
  • 备份区域

 13.管理分区:

lsblk 列出块设备

创建分区命令:fdisk 管理MBR分区、gdisk 管理GPT分区、parted 高级分区操作,可以是交互或非交互方式

parted命令:实时操作小心使用

parted /dev/sdb mklabel gpt|msdos 创建分区表
parted /dev/sdb print 查看分区表
parted /dev/sdb mkpart primary 1 200 (默认M)创建分区
parted /dev/sdb rm 1  删除分区,对应编号  也可以用 dd if=/dev/zero of=/dev/sdb bs=1 count=66 seek=466 删除分区表
parted –l   列出所有硬盘分区信息

fdisk、gdisk 命令:主要选项 n 添加分区(p主分区、e扩展分区、l 逻辑分区)  p 显示分区表 d 删除 (逻辑分区删除名字会相互替代,扩展分区删除里面的逻辑分区会删除)v>

p 分区列表,t 更改分区类型,v 校验分区,u 转换单位,w 保存并退出,q 不保存并退出
 
centos6 识别新增分区:partx -a /dev/DEVICE

                删除分区更新:partx -d --nr M-N /dev/DEVICE

其他版本:partprobe

 14.文件系统
支持的文件系统: ls /lib/modules/`uname -r`/kernel/fs
Linux 常用的文件系统:ext 2.3.4            xfs                swap             iso9660光盘      btrfs              reiserfs
Windows 常用的文件系统:FAT32                NTFS                  exFAT
15.创建文件系统
  mkfs命令:
  ①mkfs.     FS_TYPE(ext4 .xfs. btrfs. vfat ) /dev/DEVICE
  ②mkfs -t   FS_TYPE(ext4 .xfs. btrfs. vfat ) /dev/DEVICE
           -L   \'LABEL\' 设定卷标
*mke2fs : ext 系列文件专用的管理工具

 

16.查看和管理分区

  • blkid -U 根据UUID查   -L根据LABEL查找 查看块设备属性
  • e2label: 管理ext系列文件系统LABEL
  • findfs  查找分区
  • tune2fs 重新设定ext系列文件系统

  • xfs_info:显示示挂载或已挂载的 xfs 文件系统信息

 17.文件系统检测修复         注意:一定不要在挂载状态下执行下面命令修复

fsck: File System Check

常用选项:
e2fsck:ext系列文件专用的检测修复工具
      fsck.FS_TYPE
                  fsck -t FS_TYPE                 -a 自动修复                 -r 交互式修复错误
e2fsck:ext系列文件专用的检测修复工具
                   -y 自动回答为yes
                     -f 强制修复
                      -p 自动进行安全的修复文件系统问题
xfs_repair:xfs文件系统专用检测修复工具
                 -f 修复文件,而设备
              -n 只检查
        -d 允许修复只读的挂载设备,在单用户下修复 / 时使用,然后立即reboot
18.挂载 mount
                 mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device mountpoint
                 mountpoint:挂载点目录必须事先存在,建议使用空目录
     挂载规则:
  • 一个挂载点同一时间只能挂载一个设备
  • 一个挂载点同一时间挂载了多个设备,只能看到最后一个设备的数据,其它设备上的数据将被隐藏
  • 一个设备可以同时挂载到多个挂载点
  • 通常挂载点一般是已存在空的目录(如果目录内有文件挂载后查看不到此目录下文件内容)
  给分区加卷标:e2label /dev/sdXX   /xx/xx
   umount  设备名  |  挂载点
查看挂载情况:cat /etc/mtab
                        cat /proc/mounts
查看当前挂载点使用者:
fuser -v  /mnt/mnt-point     lsof /
杀掉其他使用者:
fuser -km /mnt/mnt-point
 
持久挂载:保存到/etc/fstab 中
mount -a 挂载文件内设定好的挂载信息
mount -o remount  / / 重新挂载
uuidgen 随机生成uuid
tune2fs -U 改uuid  ext4文件系统
 
文件挂文件夹:
centos 7.8 可以直接挂载
CentOS 6 必须加上 mount -o loop (卸载文件/etc/fstab内 选项内 写 loop 否则挂不上)
文件夹挂文件夹:
/etc/fstab 写法  文件系统:none            bind

 4月15日

1. swap : 是系统RAM的补充,支持虚拟内存,大小应适合当前用户需求(可以用分区挂,也可以直接用小的硬盘直接挂)

启用swap分区:swapon  -a   -p 指定优先级(在/etc/fstab 文件中 选项 写pri=10  之后重新挂载生效)

创建交换分区:

  • 创建交换分区或者文件 fdsik
  • 使用mkswap写入特殊签名
  • 在/etc/fstab文件中添加适当的条目
  • 使用swapon -a 激活交换空间
 
2.内存空间
缓冲区   buffer : cache write cache     
缓存      cache :read cache
centos7 之后合并 buffer/cache
 
删除硬盘:fdisk d    或者 dd 清除分区表(适合mbr)
 
eject 弹出光盘 -t  探入光盘
 
Sync  确认内存信息是否写入硬盘

du -sh /  查看目录大小 查看文件内容大小

df -h 查看分区使用情况真实使用空间大小
 
3.RAID:主流使用
         0 :最少2块硬盘,无校验位
           1 :最好2块硬盘,一块备份
               5 :最少3块硬盘,1个校验位
                     6 :最少4块硬盘,2个校验位
                         10: 由1和0组成,
                                             五种
 
4.逻辑卷(提前安装 lvm2 )
  • 将设备指定为物理卷 : pvs | pcdisplay 显示物理卷信息,pvctrate 创建   pvremove 删除
  • 用一个或者多个物理卷来创建一个卷组,物理卷是用固定大小的物理区域(Physical Extent,PE)来定义的: vgs | vgdisplay 显示卷组,vgcreate 创建卷组,vgremove 删除卷组,vgextend 卷组扩容
  • 在物理卷上创建的逻辑卷, 是由物理区域(PE)组成:lvs | lvdisplay 显示逻辑卷,lvcreate 创建逻辑卷,vgremove 删除逻辑卷 ,lvextend 逻辑卷扩容
  • 可以在逻辑卷上创建文件系统并挂载
  1. #创建物理卷:pvcreate /dev/sda3    
  2. #为卷组分配物理卷:vgcreate vg0(卷组名字) /dev/sda3 (可硬盘可分区可多个)
  3. #从卷组创建逻辑卷:lvcreate  -L 256M(大小)| -l X(分X个PE)  -n data(名字) vg0(卷组名)
  4. #mkfs.xfs   /dev/vg0/data
  5. #挂载:mount /dev/vg0/data /mnt/data
 扩逻辑卷容量:
                   lvextend -r  -l +100%free   把卷组的剩余内存都分给逻辑卷
                       扩展之后需要同步文件系统:ext4系统用  resize2fs /逻辑卷名
                                                                     xfs系统  xfs_growfs  /挂载点
缩减逻辑卷容量:缩减有数据损坏的风险,建议先备份再缩减,xfs文件系统不支持缩减
          取消挂载:umount
          文件系统检查:fack -f 
           缩文件系统:resize2fs /   大小  
           缩逻辑卷: lvreduce -L  大小   /
           重新挂载:mount -a
卡主机迁移卷组:
1 在旧系统中,umount所有卷组上的逻辑卷
2 禁用卷组:vgchange -a n
3 导出卷组:vgexport ,pvs查看位于哪个硬盘
4 拆下旧硬盘在目标计算机上,并导入卷组:vgimport
5 启用:vgchange -ay
6 挂载卷组上的逻辑卷
 
逻辑卷快照
原理: 在生成快照时会分配给它一定的空间,但只有在原来的逻辑卷或者快照有所改变才会使用这些空间
           当原来的逻辑卷中有所改变时,会将旧的数据复制到快照中
           快照中只含有原来的逻辑卷中更改的数据或者自生成快照后的快照中更改的数据
特点:
           备份速度快,瞬间完
           应用场景是测试环境,不能完成代替备份
           快照后,逻辑卷的修改速度会一定有影响
创建范例:xfs系统不允许两个相同设备用相同的uuid        -nouudi 不检查uuid唯一性挂载

 挂载后 LL快照文件,显示的内容为逻辑卷的内容,实际未改动时里面没有内容。

pvmone /dev/sdX  移走这块盘上的PE 到这个卷组的其他逻辑卷

lvreduce 卷组 /dev/sdX  删掉卷组内的 sdx

彻底删除逻辑卷:先移除逻辑卷,再移除卷组,再移除物理卷,清除物理卷分区等,拆除硬盘

 

 网络协议和管理(4月17日)

网络分层:

第7层 应用层
应用层(Application Layer)提供为应用软件而设的接口,以设置与另一应用软件之间的通信。例如:HTTP、HTTPS、FTP、TELNET、SSH、SMTP、POP3、MySQL等
第6层 表示层
主条目:表示层(Presentation Layer)把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式
第5层 会话层
会话层(Session Layer)负责在数据传输中设置和维护电脑网络中两台电脑之间的通信连接。
第4层 传输层
传输层(Transport Layer)把传输表头(TH)加至数据以形成数据包。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。例如:传输控制协议(TCP)等。
第3层 网络层
网络层(Network Layer)决定数据的路径选择和转寄,将网络表头(NH)加至数据包,以形成报文。网络表头包含了网络数据。例如:互联网协议(IP)等。
第2层 数据链接层
数据链路层(Data Link Layer)负责网络寻址、错误侦测和改错。当表头和表尾被加至数据包时,会形成信息框(Data Frame)。
数据链表头(DLH)是包含了物理地址和错误侦测及改错的方法。数据链表尾(DLT)是一串指示数据包末端的字符串。
例如以太网、无线局域网(Wi-Fi)和通用分组无线服务(GPRS)等。分为两个子层:逻辑链路控制(logical link control,LLC)子层和介质访问控制(Media access control,MAC)子层
第1层 物理层
物理层(Physical Layer)在局部局域网上传送数据帧(Data Frame),它负责管理电脑通信设备和网络媒体之间的互通。包括了针脚、电压、线缆规范、集线器、中继器、网卡、主机接口卡等

 

 2.三种通讯模式

unicast  单播

broadcast 广播

multicast 组播

3.冲突域和广播域

冲突域:两个网络设备同时发送数据,如果发生了冲突,则两个设备处于同一个冲突域,反之,则各自处于不同的冲突域
广播域:一个网络设备发送广播,另一个设备收到了,则两个设备处于同一个广播域,反之,则各自处于不同的广播域
 
4.三种通讯机制
单工通信:只有一个方向的通信
半双工通信:通信双方都可以发送和接收信息,但不能同时发送,也不能同时接收
全双工通信:通信双方可以同时发送和同时接收
5.查看网络状态  mii-tool      -v                            erhtool   -i  
6.局域网:
特点:网络为一个单位所拥有,地理范围和站点数目均有限
主要功能:资源共享和数据通信
优点:能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及软件、数据。从一个站点可以访问全网
          便于系统的扩展和逐渐演变,各设备的位置可灵活的调整和改变
           提高系统的可靠性、可用性和易用性
IEEE802标准
中国国家无线网络标准:WAPI
7.组网设备:网络线缆和接口、网络适配器、中继器、集线器、网桥、交换机、路由器
8.以太网
9.虚拟局域网 VLAN
 

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