Linux上物理设备的命名规则

一般硬盘设备都是以“/dev/sd”开头，分区编号规则为：

• 主分区或扩展分区从1开始，到4结束
• 逻辑分区从5开始

  文件系统与数据资料

  文件系统的作用是方便用户规划硬盘。Linux常见的文件系统如下：

格式化后Linux会创建一个硬盘地图‘superblock’记录下文件系统的信息（inode/block的总量、使用量和剩余量，以及文件系统的格式与相关信息）

• inode：记录文件的属性，一个文件占用一个inode，同时记录此文件的数据所在的Block号码，默认一个inode表格128字节，一个block占4B，记录满了后会新建block用于扩展。
  • 该文件的权限（read\write\excute）
  • 该文件的所有者和所属组（owner\group）
  • 该文件的大小（size）
  • 该文件的创建或内容修改时间（ctime）
  • 该文件最后一次访问时间（atime）
  • 该文件的修改时间（mtime）
  • 文件的特殊权限（SUID\SGID\SBIT）
  • 该文件的真实数据地址
• block：用于存储数据

Linux在发展过程中产生了众多文件系统，用户在读取或写入文件时就不用关心底层的硬盘结构了。Linux内核中软件层为用户提供了一个VFS（Virtual File System）接口，这样用户在操作文件时就相当于对虚拟文件系统进行操作。

挂载硬件设备

mount

挂载：让硬件设备和目录进行关联
挂载文件系统：mount 文件系统 挂载目录

• 临时挂载文件系统，系统重启后挂载会失效

  [root@node-1 ~]# mkdir backup
  [root@node-1 ~]# mount /dev/sda2 /root/backup

• 永久挂载文件系统，必须把挂载信息按照“设备文件 挂载目录 格式类型 权限选项 是否备份 是否自检”的格式填写入/etc/fstab文件中。

挂载信息各字段意义：

umount

撤销已挂载的文件设备：umount [挂载点/设备文件]

[root@node-1 ~]# umount /dev/sda2

添加硬件设备

fdisk：管理磁盘分区

命令格式：

fdisk [磁盘名称]

fdisk命令参数及作用：

df：查看文件系统的磁盘空间占用情况

df -h df -ih 以inode节点数量显示磁盘空间占用情况 df-Th 列出文件系统类型

du：查看文件和目录磁盘使用的空间

du命令参数及作用

案例

要求：

1. 给虚拟机添加一块10G的磁盘
2. 创建出一个2G的分区sdb1
3. 格式化文件系统mkfs.ext4
4. 通过修改/etc/fstab文件使得开机能够自动挂载设备

通过 lsblk 命令查看块设备信息

[root@localhost ~]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   20G  0 disk 
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   19G  0 part 
  ├─centos-root 253:0    0   17G  0 lvm  /
  └─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
sdb               8:16   0   10G  0 disk 
sr0              11:0    1  918M  0 rom

然后使用fdsik命令分区，n新建分区，p分区类型选择主分区，输入 +2G 分区大小为2G，w保存退出

[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。
更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。
Device does not contain a recognized partition table
使用磁盘标识符 0xb24f7409 创建新的 DOS 磁盘标签。
命令(输入 m 获取帮助)：m
命令操作
   a   toggle a bootable flag
   b   edit bsd disklabel
   c   toggle the dos compatibility flag
   d   delete a partition
   g   create a new empty GPT partition table
   G   create an IRIX (SGI) partition table
   l   list known partition types
   m   print this menu
   n   add a new partition
   o   create a new empty DOS partition table
   p   print the partition table
   q   quit without saving changes
   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
   x   extra functionality (experts only)
命令(输入 m 获取帮助)：n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): p
分区号 (1-4，默认 1)：
起始 扇区 (2048-20971519，默认为 2048)：
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-20971519，默认为 20971519)：+2G
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 2 GiB
命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。

再通过lsblk查看一下

[root@localhost ~]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   20G  0 disk 
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   19G  0 part 
  ├─centos-root 253:0    0   17G  0 lvm  /
  └─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
sdb               8:16   0   10G  0 disk 
└─sdb1            8:17   0    2G  0 part 
sr0              11:0    1  918M  0 rom

指定文件系统，使用 mkfs 命令：mkfs -t ext4 /dev/sdb1 或 mkfs.ext4 /dev/sdb1

创建挂载目录：mkdir /mnt/sdb1
永久挂载文件系统，修改/etc/fstab文件：vim /etc/fstab
/dev/sdb1 /mnt/sdb1 ext4 defaults 0 0
刷新挂载所有文件系统：mount -a
验证挂载：

[root@localhost ~]# df -Th
文件系统                类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root xfs        17G  1.3G   16G    8% /
devtmpfs                devtmpfs  898M     0  898M    0% /dev
tmpfs                   tmpfs     910M     0  910M    0% /dev/shm
tmpfs                   tmpfs     910M  9.5M  901M    2% /run
tmpfs                   tmpfs     910M     0  910M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               xfs      1014M  146M  869M   15% /boot
tmpfs                   tmpfs     182M     0  182M    0% /run/user/0
/dev/sdb1               ext4      2.0G  6.0M  1.8G    1% /mnt/sdb1

添加交换分区

交换分区可以理解为虚拟内存
SWAP（交换）分区：在硬盘中划分一个空间，将内存中不常用的数据临时存放在这个空间，以便空出物理内存提供给更活跃的程序使用。
（在生产环境中，交换分区的大小一般为物理内存的1.5~2倍）

格式化文件系统 mkswap [硬盘设备] 添加交换分区 swapon [硬盘设备]

永久添加交换分区：在/etx/fstab中写入：[设备文件] swap swap defaults 0 0

[root@localhost ~]# umount /dev/sdb2
[root@localhost ~]# mkswap /dev/sdb2
mkswap: /dev/sdb2: warning: wiping old ext4 signature.
Setting up swapspace version 1, size = 5241852 KiB
no label, UUID=6707cde0-c7df-4557-b99b-45fbf5b36dcd
[root@localhost ~]# free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 1.8G 149M 1.0G 9.5M 601M 1.4G
Swap: 2.0G 0B 2.0G
[root@localhost ~]# swapon /dev/sdb2
[root@localhost ~]# free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 1.8G 153M 1.0G 9.5M 601M 1.4G
Swap: 7.0G 0B 7.0G
[root@localhost ~]# vim /etc/fstab
#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Fri Apr 12 04:20:38 2019
#
# 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
#
/dev/mapper/centos-root / xfs defaults 0 0
UUID=ff13d896-a59e-430d-8d14-3997d19f5de9 /boot xfs
defaults 0 0
/dev/mapper/centos-swap swap swap defaults 0 0
/dev/sdb1 /data1 ext4 defaults 0 0
/dev/sdb2 swap swap defaults 0 0

磁盘容量配额

https://www.cnblogs.com/sddai/p/11111895.html
Linux是多用户、多任务的环境，如果有少数用户占用大量磁盘空间，就会影响其他用户的正常使用，所以要对各个用户的磁盘空间进行限定和管理。

quota命令可以限定一个用户的最大配额

• 使用限制
  • 仅能针对整个文件系统
  • 只对一般用户生效
  • 内核必须支持

edquota [参数] [用户]

• -u参数表示要针对哪个用户进行设置

• -g参数表示要针对哪个用户组进行设置

  案例

  要求：

• 创建用户user1,user2,user3,user4，初始组为usergrp组。

• 用户都可以取得300M的磁盘使用空间，文件数量不限。超过250M,给于提示。
• usergrp这个组内成员最大使用空间1GB。
• 如果有用户超过soft限制，给14天的宽限时间。

创建用户

[root@localhost ~]# groupadd usergrp
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# useradd -g usergrp -b /mnt/sdb1 user1
[root@localhost ~]# useradd -g usergrp -b /mnt/sdb1 user2
[root@localhost ~]# useradd -g usergrp -b /mnt/sdb1 user3
[root@localhost ~]# useradd -g usergrp -b /mnt/sdb1 user4
[root@localhost ~]# yum install finger
[root@localhost ~]# finger user1
Login: user1                      Name: 
Directory: /mnt/sdb1/user1              Shell: /bin/bash
Never logged in.
No mail.
No Plan.
[root@localhost ~]# id user1
uid=1003(user1) gid=2335(usergrp) 组=2335(usergrp)

检查文件系统支持

[root@localhost ~]# df -Th /mnt/sdb1
文件系统       类型  容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sdb1      ext4  2.0G  6.0M  1.8G    1% /mnt/sdb1
[root@localhost ~]# mount |grep /mnt/sdb1
/dev/sdb1 on /mnt/sdb1 type ext4 (rw,relatime,seclabel,data=ordered)

让文件系统支持quota

[root@localhost ~]# yum install quota
[root@localhost ~]# mount -o remount,usrquota,grpquota /mnt/sdb1
[root@localhost ~]# mount |grep /mnt/sdb1
/dev/sdb1 on /mnt/sdb1 type ext4 (rw,relatime,seclabel,quota,usrquota,grpquota,data=ordered)

扫描文件系统并新建quota文件
quota主要参数

• -a:　　扫描所有在/etc/mtab内含有quota参数的文件系统
• -u:　　针对用户扫描文件与目录的使用情况，会新建一个aquota.user文件
• -g:　　针对用户组扫描文件与目录的使用情况，会新增一个aquota.group文件

• -v:　　显示扫描过程的信息

  [root@localhost ~]# quotacheck -avug
  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/sdb1] done
  quotacheck: Cannot stat old user quota file /mnt/sdb1/aquota.user: 没有那个文件或目录. Usage will not be subtracted.
  quotacheck: Cannot stat old group quota file /mnt/sdb1/aquota.group: 没有那个文件或目录. Usage will not be subtracted.
  quotacheck: Cannot stat old user quota file /mnt/sdb1/aquota.user: 没有那个文件或目录. Usage will not be subtracted.
  quotacheck: Cannot stat old group quota file /mnt/sdb1/aquota.group: 没有那个文件或目录. Usage will not be subtracted.
  quotacheck: Checked 3 directories and 0 files
  quotacheck: Old file not found.
  quotacheck: Old file not found.

  启动quota

  [root@localhost ~]# quotaon -avug
  /dev/sdb1 [/mnt/sdb1]: group quotas turned on
  /dev/sdb1 [/mnt/sdb1]: user quotas turned on

  这个命令（quotaon） 几乎只需要在第一次启动quota时才需要进行，因为下次等你重新启动时，系统的/etc/rc.d/rc.sysinit这个初始化脚本就会自动执行这个命令。
  如果想关闭可以使用quotaoff -avug
  
  编辑账户的限制**

  [root@localhost ~]# edquota -u user1

  

• 软限制： 这个值超过了基本上没事，还是可以创建文件继续使用文件，但是在指定grace天过后就不能在创建文件了。

• 硬限值： 这个值不能超过，会强制终止用户操作

对其他几个用户执行相同操作
编辑组的限制

[root@localhost ~]# edquota -g usergrp

修改宽限时间

[root@localhost ~]# edquota -t

查看quota限制

[root@localhost ~]# quota -uvs user1
Disk quotas for user user1 (uid 1003): 
     Filesystem   space   quota   limit   grace   files   quota   limit   grace
      /dev/sdb1      0K    245M    293M               0       0       0

quota测试
输出造0机，制造一个270M的文件bigfile，超出软限制会报警告
再制造一个270M的bigfile2，会出错：超出磁盘限额。

[root@localhost ~]# su - user1
上一次登录：五 1月 29 22:27:05 CST 2021pts/0 上
[user1@localhost ~]$ dd if=/dev/zero of=bigfile bs=1M count=270
sdb1: warning, user block quota exceeded.
记录了270+0 的读入
记录了270+0 的写出
283115520字节(283 MB)已复制，4.71575 秒，60.0 MB/秒
[user1@localhost ~]$ dd if=/dev/zero of=bigfile2 bs=1M count=270
sdb1: write failed, user block limit reached.
dd: 写入"bigfile2" 出错: 超出磁盘限额
记录了23+0 的读入
记录了22+0 的写出
24064000字节(24 MB)已复制，0.43076 秒，55.9 MB/秒
[user1@localhost ~]$ ll -h /mnt/sdb1/user1
总用量 293M
-rw-r--r--. 1 user1 usergrp 270M 1月  29 22:31 bigfile
-rw-r--r--. 1 user1 usergrp  23M 1月  29 22:32 bigfile2

我们可以发现第二个bigfile2只有23M，只是因为超出硬限制被终止操作了。

xfs_quota

专门针对XFS文件系统来管理quota磁盘容量配额服务

xfs_quota [参数] 配额 文件系统

• -c参数用于以参数的形式设置要执行的命令
• -x参数是专家模式

硬盘使用量的软限制和硬限制分别为3MB和6MB；创建文件数量的软限制和硬限制分别为3个和6个。

[root@localhost ~]# xfs_quota -x -c 'limit bsoft=3m bhard=6m isoft=3 ihard=6 
test' /boot
[root@localhost ~]# xfs_quota -x -c report /boot
User quota on /boot (/dev/sda1)
                               Blocks                     
User ID          Used       Soft       Hard    Warn/Grace     
---------- -------------------------------------------------- 
root           115516          0          0     00 [--------]
test                0       3072       6144     00 [--------]
[root@localhost ~]# su - test
[test@localhost ~]$ dd if=/dev/zero of=/boot/tom bs=5M count=1
1+0 records in
1+0 records out
5242880 bytes (5.2 MB) copied, 0.00350676 s, 1.5 GB/s
[test@localhost ~]$ dd if=/dev/zero of=/boot/tom bs=8M count=1
dd: error writing ‘/boot/tom’: Disk quota exceeded
1+0 records in
0+0 records out
4194304 bytes (4.2 MB) copied, 0.00760235 s, 552 MB/s

软硬方式链接

在Linux中存在硬链接和软链接两种文件。

• 硬链接（hard link）：
  • 硬链接可以理解为“指向原文件inode的一个指针”，系统不会为硬链接文件再分配inode，所以硬链接与原文件其实是同一个文件，只是名字不同。每添加一个硬链接，原文件inode的链接数就会增加一，只有当该文件的inode链接数为0时才算彻底把他删除（即使把原文件删除了，依然可以通过硬链接文件访问）。
  • 注意：不能跨分区对目录文件进行链接。

![2WK8NLK_VG8D52A$8EMK.png

• 软链接（也称为符号链接[symbolic link]）：
  • 软链接类似于Windows的快捷方式，仅包含链接文件的路径名，因此能够跨文件系统链接目录名。但是原文件被删除后，链接文件也将失效。

![~GBORM0R7(}%Z`OQIH][VL.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2020/png/614741/1607229223069-a59aae48-8400-456d-96ab-823cc409cb1a.png#align=left&display=inline&height=278&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=~GBORM0R7%28%7D%25Z%60OQIH%5D%5BVL.png&originHeight=278&originWidth=531&size=15339&status=done&style=none&width=531)

• 硬链接特点
  • 不论是修改源文件（test 文件），还是修改硬链接文件（test-hard 文件），另一个文件中的 数据都会发生改 变。
  • 不论是删除源文件，还是删除硬链接文件，只要还有一个文件存在，这个文件都可以被访问。
  • 硬链接不会建立新的 inode 信息，也不会更改 inode 的总数。
  • 硬链接不能跨文件系统（分区）建立，因为在不同的文件系统中，inode 号是重新计算的，硬链接不能连接目录
• 软链接特点
  • 不论是修改源文件（check），还是修改软链接文件（check-soft)，另一个文件中的数据都会发生改变。
  • 删除软链接文件，源文件不受影响。而删除原文件，软链接文件将找不到实际的数据，从而显 示文件不存在。
  • 软链接会新建自己的 inode 信息和 block，只是在 block 中不存储实际文件数据，而存储的是源文件的文件 名及 inode 号。
  • 软链接可以链接目录。 软链接可以跨分区

    ln：创建链接文件

    ln 选项 目标

软链接演示：

[root@localhost ~]# echo "hello" > test
[root@localhost ~]# ln -s test test123
[root@localhost ~]# cat test123
hello
[root@localhost ~]# ls -l test
-rw-r--r--. 1 root root 6 Apr 12 06:10 test
[root@localhost ~]# rm -f test
[root@localhost ~]# cat test123
cat: test123: No such file or directory

硬链接演示：

[root@localhost ~]# echo "hello" > test
[root@localhost ~]# ln test test123
[root@localhost ~]# cat test123
hello
[root@localhost ~]# ls -l test
-rw-r--r--. 2 root root 6 Apr 12 06:12 test
[root@localhost ~]# rm -f test
[root@localhost ~]# cat test123
hello