rhel7 GPT分区和文件系统组成

231312

本节所讲内容：

      使用parted操作大于等于4T硬盘

      扩展服务器swap内存空间

GPT分区：
GPT，全局唯一标识分区表(GUID Partition Table)，GUID，与MBR最大4个分区表项的限制相比，GPT对分区数量没有限制，但Windows最大仅支持128个GPT分区。GPT可管理硬盘大小达到了18EB(1EB=1024PB=1,048,576TB)，不过NTFS格式最大仅支持256TB。

Parted 磁盘分区工具
[iyunv@localhost ~]# rpm-qf `which parted`
parted-3.1-20.el7.x86_64

查看parted命令的帮助信息：
[iyunv@localhost ~]#parted --help
或
[iyunv@localhost ~]#parted
GNU Parted 3.1
Using /dev/sda
Welcome to GNU Parted!Type 'help' to view a list of commands.
(parted) help            
(parted) quit                      #退出

查看所有磁盘状态

[iyunv@localhost ~]#parted -l

开始通过parted工具来对磁盘进行操作
[iyunv@localhost ~]#parted /dev/sdb
GNU Parted 3.1
Using /dev/sdb
Welcome to GNU Parted!Type 'help' to view a list of commands.
(parted) p                               #查看磁盘分区状态
Error: /dev/sdb:unrecognised disk label                    
(parted) mklabel                       #指定创建分区表类型为GPT
New disk label type? gpt   
(parted) mkpart                  #创建分区                                             
Partition name?  []? mydisk1                                             
File system type?  [ext2]?       #指定分区文件系统类型，默认就可以，因为后期对分区进行格式化的时候，同样可以指定                                              
Start? 1                                  #指定分区起始位置                                                         
End? 100M                        #指定分区结束位置                                                    
(parted) p                        #查看磁盘分区状态
Number  Start  End     Size    File system Name     Flags
1     1049kB  99.6MB  98.6MB             mydisk1

(parted) mkpart                                                           
Partition name?  []? 2                                                   
File system type?  [ext2]?                                               
Start? 100M                                                               
End? 200M                                                                 
(parted) p                                                               
Model: VMware, VMwareVirtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size(logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start  End     Size    File system Name     Flags
1     1049kB  99.6MB  98.6MB               mydisk1
2     99.6MB  200MB   101MB                2

(parted) quit                                                            
Information: You mayneed to update /etc/fstab.

扩展swap分区

新建swap 分区

#格式化sdb1分区为swap格式

[iyunv@localhost ~]#mkswap /dev/sdb1
Setting up swapspaceversion 1, size = 96252 KiB
no label,UUID=d6e96d3b-9d74-4eda-8bdf-387754dca90e

查看虚拟内存大小
[iyunv@localhost ~]#free -m
              total        used        free      shared buff/cache   available
Mem:           3939         517        2942           9         479        3191
Swap:          2047           0        2047
启动swap分区
[iyunv@localhost ~]#swapon /dev/sdb1

再次查看
[iyunv@localhost ~]#free -m
              total       used        free      shared buff/cache   available
Mem:           3939         516        2942           9         479        3191
Swap:          2141           0        2141

实现开机自动挂载swap分区
[iyunv@localhost~]# vim /etc/fstab
/dev/sdb1               swap                    swap    defaults        0 0
说明：只有重启才能生效，mount –a 无法自动扩展swap分区的。
[iyunv@localhost ~]#swapoff /dev/sdb1


本节所讲内容：

      硬盘结构

      文件系统结构

      硬链接和软链接

      xfs和ext 文件系统性能对比

      加密磁盘

磁盘 结构：


硬盘的最小存储单位叫做"扇区"（Sector）。每个扇区储存512字节（相当于0.5KB）


CHS结构体系的磁盘。

比较古老的CHS (Cylinder/Head/Sector）结构体系. 因为很久以前，在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的扇区数，由此产生了所谓的3D参数（Disk Geometry），即是磁头数（Heads）、柱面数（Cylinders）、扇区数（Sectors）以及相应的3D寻址方式。

这种结构有问题：
以前老式的磁盘，每个磁道的扇区都一样，这样外磁道整个弧长要大于内部的扇区弧长，因而其磁记录密度就要比内部磁道的密度要小。最终，导致了外部磁道的空间浪费。

簇类似于Linux系统中的block

例：文本文件“新建文本文档.txt”中有只有aa两个字符。

右击属性查看大小：  说明我的NTFS文件系统中默认的簇大小为4KB

现在硬盘都采用这种技术：ZBR（Zoned Bit Recording）区位记录        （Zoned  zōnd ）

Zoned-bit recording（ZBR 区位记录）是一种物理优化硬盘存储空间的方法，此方法通过将更多的扇区放到磁盘的外部磁道而获取更多存储空间。

ZBR磁盘扇区结构示意图

特点：

读外圈的数据快，读内圈的数据慢：测试硬盘经常看到以下读取速度曲线图就很正常了。

操作系统读取硬盘的时候，不会一个个扇区地读取，这样效率太低，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个"块"（block）。这种由多个扇区组成的"块"，是文件存取的最小单位。"块"的大小，最常见的是1KB，即连2个 sector组成一个 block。  4K =8扇区

查看系统块大小

RHEL6操作系统：
[iyunv@localhost~]# tune2fs -l /dev/sda1  | grep size

RHEL7操作系统

[iyunv@localhost ~]#xfs_info /dev/sda1 | grep size

meta-data=/dev/sda1              isize=256    agcount=4, agsize=32000 blks

data     =                       bsize=4096   blocks=128000, imaxpct=25

[iyunv@localhost ~]# mkfs.xfs -b size=1024/dev/sdb2
meta-data=/dev/sdb2              isize=256    agcount=4, agsize=24576 blks
        =                      sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
        =                       crc=0        finobt=0
data    =                      bsize=1024   blocks=98304,imaxpct=25

注：
RHEL6
[iyunv@localhost ~]# mkfs.ext4 -b 2048/dev/sdb2
[iyunv@localhost ~]# tune2fs -l /dev/sdb2 |grep size
Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inodedir_index filetype extent 64bit flex_bg sparse_super huge_file uninit_bgdir_nlink extra_isize
Block size:               2048


Linux文件系统由三部分组成 ：文件名，inode，block（真正存数据）

inode：文件数据都储存在"块"中，那么很显然，我们还必须找到一个地方储存文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为"索引节点"。

inode的内容

inode包含文件的元信息，具体来说有以下内容：

　　* 文件的字节数

　　* 文件拥有者的User ID

　　* 文件的Group ID

　　* 文件的读、写、执行权限

　　* 文件的时间戳，共有三个：ctime指inode上一次变动的时间，mtime指文件内容上一次变动的时间，atime指文件上一次打开的时间。

　　* 链接数，即有多少文件名指向这个inode

* 文件数据block的位置

[iyunv@localhost ~]#stat a.txt

  File: ‘a.txt’

  Size: 0           Blocks:0          IO Block: 4096   regular empty file

Device: fd01h/64769d  Inode: 34660829    Links: 1

Access:(0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/   root)   Gid: (    0/   root)

Access: 2015-12-1021:47:49.130938012 +0800

Modify: 2015-12-1021:47:49.130938012 +0800

Change: 2015-12-1021:47:49.130938012 +0800

[iyunv@localhost ~]#ll a.txt

-rw-r--r-- 1 rootroot 0 Dec 10 21:47 a.txt

inode的大小

inode也会消耗硬盘空间，所以硬盘格式化的时候，操作系统自动将硬盘分成两个区域。一个是数据区，存放文件数据；另一个是inode区（inode table），存放inode所包含的信息。

16G
1 G = 1024 MB  =1024 * 1024 KB
1 G = 1000 MB  =1000 * 1000 KB

查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量，可以使用df命令。

[iyunv@localhost ~]# df -i
Filesystem              Inodes  IUsed   IFree IUse% Mounted on
/dev/mapper/rhel-root 10485760131410 10354350    2% /
devtmpfs                501712    397  501315    1% /dev
tmpfs                   504204     6   504198    1% /dev/shm
tmpfs                   504204    511  503693    1% /run
tmpfs                   504204     13  504191    1% /sys/fs/cgroup
/dev/sr0                     0      0       0     - /mnt
/dev/sda1               512000    327  511673    1% /boot

使用ls-i命令，可以看到文件名对应的inode号码：

[iyunv@localhost ~]# ls -ia.txt
34660829 a.txt

查看目录的inode号

[iyunv@localhost ~]# ls -ia.txt
34660829 a.txt

扩展：linux中ctime,mtime,atime的区别
ctime：“改变时间(changetime)”
mtime ：“修改时间(modificationtime)”
改变和修改之间的区别在于是改文件的属性还是更改它的内容。chmod a-w myfile,那么这是一个改变；
echo foo >>myfile,那么这是一个修改。
改变是文件的索引节点发生了改变；修改是文本本身的内容发生了变化。
atime ：“访问时间(accesstime)”
访问时间是文件最后一次被读取的时间。因此阅读一个文件会更新它的访问时间。但是它的改变时间和修改时间并没有变。

ls -lc filename       列出文件的 ctime
ls -lu filename       列出文件的 atime
ls -l filename       列出文件的 mtime

ln命令可以创建硬链接：

语法格式：

ln 源文件目标文件

文件名1-》inode1-》blockA
文件名2-》inode1-》blockA

[iyunv@localhost ~]# touch jjys
[iyunv@localhost ~]# ln jjysdl.txt

[iyunv@localhost ~]# ll -i  jjys dl.txt
34660830 -rw-r--r-- 2 rootroot 10 Dec 10 22:06 dl.txt
34660830 -rw-r--r-- 2 rootroot 10 Dec 10 22:06 jjys

[iyunv@localhost ~]# ln  wusheng/ fengchen
ln: ‘wusheng/’: hard link notallowed for directory
#硬链接不支持目录
[iyunv@localhost ~]# ln/boot/grub2/grub.cfg fengchen
ln: failed to create hard link‘fengchen’ => ‘/boot/grub2/grub.cfg’: Invalid cross-device link
#硬链接不支持跨分区创建
[iyunv@localhost ~]# rm -rfjjys
[iyunv@localhost ~]# cat dl.txt
aaaa
bbbb
#源文件被删，不影响链接文件的正常使用
总结： 硬链接特点，创建时，不能跨分区，不能给文件夹。

软链接：相当于windows中的快捷方式
[iyunv@localhost ~]# ll -ieshao yuncai
[iyunv@localhost ~]# rm -rfeshao
[iyunv@localhost ~]# cat yuncai
cat: yuncai: No such file ordirectory

跨分区创建软链接
[iyunv@localhost ~]# ln  -s /boot/grub2/grub.cfg   fengye

对目录创建软链接
[iyunv@localhost ~]# ln -s/boot/  yanmou

例：查看目录的链接数
[iyunv@localhost ~]# mkdirguoran
[iyunv@localhost ~]# ll -dguoran/
drwxr-xr-x 2 root root 6 Dec 10 22:20 guoran/

[iyunv@localhost ~]# ll -diguoran/
20039176 drwxr-xr-x 2 rootroot 6 Dec 10 22:20 guoran/
[iyunv@localhost guoran]# ll-di .
20039176 drwxr-xr-x 2 rootroot 6 Dec 10 22:20 .
[iyunv@localhost guoran]# mkdirzhengfa
[iyunv@localhost guoran]# cdzhengfa/
[iyunv@localhost zhengfa]# ll-di ..
20039176 drwxr-xr-x 3 rootroot 20 Dec 10 22:22 ..

实例：
web服务器中小文件很多，导致硬盘有空间，但无法创建文件。
inode数被用光了。
[iyunv@localhost ~]# df -i
Filesystem              Inodes  IUsed   IFree IUse% Mounted on
/dev/mapper/rhel-root 10485760131421 10354339    2% /
devtmpfs                501712    397  501315    1% /dev
tmpfs                   504204      6  504198    1% /dev/shm
tmpfs                   504204    511  503693    1% /run
tmpfs                   504204     13  504191    1% /sys/fs/cgroup
/dev/sr0                     0      0       0     - /mnt
/dev/sda1               512000    327  511673    1% /boot