第5单元-设备管理与文件系统

第五单元设备管理与文件系统学习目标Linux系统中设备文件Linux系统下文件系统磁盘分区和创建文件系统磁盘分区的挂载磁盘分区的卸载Linux卷标的应用iscsi技术的应用1、Linux系统中设备文件设备文件的分类常见的设备文件设备文件的应用1.1、设备文件的分类Linux沿袭了Unix的风格，将所有设备视为一个文件即设备文件。在Linux系统中，设备文件分为两种：块设备文件（b）字符设备文件（c）为了方便管理，Linux系统将所有的设备文件统一存放在/dev目录下。1.2、常见的设备文件常见的块设备文件有/dev/hd[a-t][1~63]：IDE设备/dev/sd[a-z][1~15]：SCSI设备/dev/md[0-31]：软raid设备ram[0-19]：内存常见的字符设置文件有/dev/null：无限数据接收设备/dev/zero：无限零资源设备/dev/tty[0-31]：虚拟终端设备/dev/console：控制台/dev/ttyS[0-9]：串口/dev/lp[0-3]：并口1.3、设备文件的应用创建设备文件系统用户可以用mknod指令来建立所需的设备文件语法：mknod设备文件名文件类型主号从号dd指令dd指令是一个功能强大的copy命令支持在拷贝文件的过程中转换文件格式支持指定范围的复制常用参数if=文件名：指定源文件of=文件名：指定目标文件bs=大小[单位]：指定单位大小count=number：指定拷贝多少个bs例：ddif=/dev/sdaof=/root/file1bs=1count=5122、LINUX下文件系统文件系统概述Linux系统能够识别的文件系统RHEL6系统默认使用的文件系统2.1、文件系统概述为了能在磁盘分区设备上储存与读取文件，我们需要在分区上创立文件系统。每一个文件系统在Linux里都被解释成由一个根目录为起点的目录树结构Linux将各个文件系统挂载（mount）在系统目录树中使用。对应不同的操作系统与设备，计算机里有许许多多种文件系统。不同的文件系统存放、搜索文件的方式都有不同。2.2、Linux系统能够识别的文件系统下面这些是在Linux操作系统中目前比较常见的可识别的文件系统。ext2/ext3/ext4：这是Linux中使用最多的文件系统。msdos：DOS、Windows和OS/2使用该文件系统。vfat：扩展的DOS文件系统，支持长文件名。iso9660：CD-ROM的标准文件系统。smbfs/cifs：支持SMB协议的网络文件系统。nfs：网络文件系统，在文章后部会有详细介。swap：用于Linux磁盘交换分区的特殊文件系统。2.3、系统默认使用的文件系统ext4rhel5中默认使用的文件系统是ext3文件系统。ext3文件系统即一个添加了日志功能的ext2，它可与ext2文件系统无缝兼容。而在RHEL6中默认使用的文件系统的类型为ext4，它是ext3的一个升级版本，但它相对于ext3的改进是更深层的，是文件系统数据结构方面的优化，它是一个高效的、优秀的、可靠的和具有特点的文件系统。特点：它也能够与ext3系统无缝兼容，用户可以通过几个简单的指令就可以将ext3升级到ext4。更大的文件系统/文件大小，ext3文件系统最大支持16TB的文件系统，2TB的文件大小，而ext4可以支持到1EB的文件系统与16TB的单个文件大小（1EB＝1024PB＝1024*1024TB=1024*1024*1024GB）子目录扩展，在ext3中单个目录下的子目录数上限是32000个，而在ext4中则可以创建无限个子目录。3、磁盘分区和创建文件系统磁盘结构磁盘分区工具常见的分区类型创建分区过程为分区创建文件系统（格式化分区）3.1、磁盘结构在Linux系统中，每一块磁盘由下面部分组成：主引导记录/MasterBootRecord/MBR硬盘分区表/StandardPartitionTable/SPT主分区/PrimaryPartition扩展分区/ExtendedPartition逻辑分区/LogicalPartition一块硬盘只能有四个主分区，用户可以也只可以将一个主分区变成扩展分区，在扩展分区上，用户可以以链表方式建立逻辑分区。RedHatLinux对一块IDE硬盘最多支持到63个分区，SCSI硬盘支持到15个。fdisk工具最多只能辨认出16个分区3.2、磁盘分区工具在Linux系统中有两种分区工具通过RHEL6自带的“硬盘实用工具“来实现图形化管理磁盘（或指令:palimpsest）fdisk：运用广泛的字符界面下硬盘分区工具fdisk工具的使用语法：fdisk[选项][磁盘设备名]常用选项-l列出某个磁盘的分区状态通过图形化界面来管理磁盘分区“应用程序菜单”-“系统工具”-“磁盘实用工具”或通过指令：palimpsest开启3.2、常见的分区类型在Linux系统中，对不同的分区都定义了不同的类型。常见的类型如下：5扩展分区82交换分区（swap分区）83Linux标准分区（ext2/ext3）8eLVM分区fdSoftWareRaid分区bWindowsFat323.3、创建分区过程创建分区的一盘流程如下fdisk磁盘设备名n指令（创建新的分区）t指令（修改分区类型）w指令（保存并退出分区）注意：保存磁盘分区表后，系统将会在下一次启动时才能识别出新的磁盘分区表，若要想立马让新的分区表生效，需重启系统新分区才能被内核识别。3.4、为分区创建文件系统为了能够在分区上读写数据，则需要在分区上创建文件系统（即格式化分区）。创建文件系统的通过指令为mkfs。语法：mkfs–t文件系统分区设备名例：mkfs–text4/dev/sda6在Linux系统中，也可以利用特定的指令来创建指定的文件系统，如下所示。mkfs.ext2分区设备名//创建ext2文件系统mkfs.ext3分区设备名//创建ext3文件系统mkfs.ext4分区设备名//创建ext4文件系统mkfs.vfat分区设备名//创建vfat文件系统3.4、为分区创建文件系统为了能够在分区上读写数据，则需要在分区上创建文件系统（即格式化分区）。创建文件系统的通过指令为mkfs。语法：mkfs–t文件系统分区设备名例：mkfs–text4/dev/sda6在Linux系统中，也可以利用特定的指令来创建指定的文件系统，如下所示。mkfs.ext2分区设备名//创建ext2文件系统mkfs.ext3分区设备名//创建ext3文件系统mkfs.ext4分区设备名//创建ext4文件系统mkfs.vfat分区设备名//创建vfat文件系统4、磁盘分区的挂载手动挂载系统启动时挂载4.1、手动挂载在Linux系统中，磁盘分区是不能够直接访问的，需要将其挂载到系统中的某一个目录中（挂载点）。然后通过访问挂载点来实现分区的访问。用于挂载分区的指令为mount。语法：mount[选项]设备挂载点(事先创建)常用选项-t类型指定文件系统的类型-o其它挂载选项•ro以只读方式挂载•rw以读写方式挂载•remount重新挂载已经挂载的设备(mount–oremount,rw/)-a挂载/etc/fstab中未挂载的设备4.2、系统启动时挂载系统启动会参考/etc/fstab中的配置项自动加载文件系统。/etc/fstab文件结构设备文件挂载点文件系统类型mount参数dump参数fsck顺序例：LABEL=//ext4defauts11/dev/sda1/bootext4defauts12uuid=xxx-xxx-xxx/testext4default00用户可以通过blkid设备名查询设备的文件系统类型与UUID5、磁盘分区的卸载当一个文件系统使用完毕，用户应当卸载该文件系统。用于卸载文件系统的指令为umount。语法：umount[选项]设备/挂载点注意：卸载时当前目录不能在挂载点中卸载时不能使用挂载点中的数据卸载设备时，只会卸载该设备最近的一次挂载点。6、Linux卷标的应用由于设备文件名可能在硬盘结构发生变化时更动，因此RedHatLinux对ext2文件系统使用卷标来挂载与卸载。卷标记录在ext2/ext3文件系统的超级块中。用户可以用e2label指令来查询与更改ext2/ext3文件系统的卷标。用卷标名挂载文件系统mount–Ljb/myjbmountLABEL=jb/myjb6、iscsi技术的应用iscsi技术的概述iscsi技术的优点iscsi工作原理让rhel6支持iscsiiscsi储存设备的命名客户端如何访问Targets共享设备6.1、iscsi技术的概述iSCSI：Internet小型计算机系统接口（InternetSmallComputerSystemInterface）。是IETF(互联网工程任务小组)制订并于2003年2月正式发布的标准协议。iSCSI技术是一种基于TCP/IP的协议，用来建立和管理IP存储设备、主机和客户机等之间的相互连接，这种传输以数据块级别（block-level）在多个数据存储网络间进行。6.2、iscsi技术的优点1早期的大型服务器存储使用DAS（DirectAttachedStorage），又称直连存储，随后SAN（StorageAreaNetwork，存储局域网络）的诞生，使存储空间得到更加充分的利用以及安装和管理更加有效。早期的SAN采用的是光纤通道（FC，FiberChannel）技术，到了iSCSI出现以后，为了区分，业界就把SAN分为FC-SAN和iSCSI-SAN称呼。其特点如下：硬件成本低：构建iSCSI存储网络，除了存储设备外，交换机、线缆、接口卡都是标准的以太网配件，价格相对来说比较低廉。同时，iSCSI还可以在现有的网络上直接安装，并不需要更改企业的网络体系，这样可以最大程度地节约投入。6.2、iscsi技术的优点2操作简单，维护方便：对iSCSI存储网络的管理，实际上就是对以太网设备的管理。当iSCSI存储网络出现故障时，问题定位及解决也会因为以太网的普及而变得容易。扩充性强：对于已经构建的iSCSI存储网络来说，增加iSCSI存储设备和服务器都将变得简单且无需改变网络的体系结构。带宽和性能：iSCSI存储网络的访问带宽依赖以太网带宽。随着千兆以太网的普及和万兆以太网的应用，iSCSI存储网络会达到甚至超过FC（FiberChannel，光纤通道）存储网络的带宽和性能。突破距离限制：iSCSI存储网络使用的是以太网，因而在服务器和存储设备的空间布局上的限制就会少了很多，甚至可以跨越地区和国家。6.3、iscsi工作原理下图为iSCSI与FC实现SAN的数据包的传输原理。6.4、让rhel6支持iscsiiscsi客户端(initiators)在访问远程的存储设备（targets）时，是向其发送一个SCSI指令集。在访问Target时，默认使用TCP/IP的3260端口。客户端（Initiator）需要安装一个“iscsi-initiator-utils”软件，以提供iscsi驱动，然后去发现以及连接Target存储。SystemV服务名为：iscsi管理工具为：iscsiadm服务端（target）在RHEL5.1版本以后才支持Target，所需的软件为：“scsi-target-utils”。SystemV服务名为：tgtd管理工具为：tgtadm6.5、iscsi储存设备的命名Iscsi储存设备的限定名为IQN(iSCSIQualifiedName)，这个名字是全局唯一的，不能重复。IQN的格式为：iqn.data_code.reversed_domain:string必须以iqn开头data_code表示为年-月（例：2011-04）reversed_domain为：反转域名（例:com.example.instructor）string是为此设备的描述(