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linux系统权限管理-Linux系统的磁盘管理

发布时间：2017-12-07 所属栏目：系统集成项目管理工程师历年试题分析与解答

一 : Linux系统的磁盘管理

1.fdisk -l

Disk /dev/sda: 120.0 GB, 120034123776 bytes =>硬盘容量120G

 

255 heads, 63 sectors/track, 14593 cylinders =>255个磁头，63个扇区，14593个柱面

 

Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes =>每个柱面的容量是 8225280

 

=>存储容量＝磁道（柱面）数×磁头数×每道扇区数×每扇区字节数

14593×255×63×512＝111.788G

 

柱面容量＝磁头数×每道扇区数×每扇区字节数 255×63×512=8225280 B

 

实际上硬盘厂家通常是按照1G＝1000计算的

 

Disk identifier: 0xc3ffc3ff

 

Device Boot Start End Blocks Id System =>start 表示的一个分区从X cylinder开始

/dev/sda1 * 1 3824 30716248+ 7 HPFS/NTFS

/dev/sda2 3825 10199 51200000 7 HPFS/NTFS

/dev/sda3 10200 12596 19253902+ 5 Extended

/dev/sda4 12597 14593 16040902+ 12 Compaq diagnostics

/dev/sda5 10200 10211 96358+ 83 Linux

/dev/sda6 10212 10454 1951866 82 Linux swap / Solaris

/dev/sda7 10455 11548 8787523+ 83 Linux

/dev/sda8 11549 12596 8418028+ 83 Linux

 

2.df:通过这个命令可以查看磁盘的使用情况以及文件系统被挂载的位置

 

Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on

/dev/sda7 8649544 1986948 6223220 25% /

tmpfs 1033648 0 1033648 0% /lib/init/rw

udev 10240 136 10104 2% /dev

tmpfs 1033648 0 1033648 0% /dev/shm

/dev/sda5 93307 19997 68493 23% /boot

二 : linux btrfs文件系统及管理

什么是btrfs？

Btrfs（B-tree文件系统，通常念成Butter FS，Better FS或B-tree FS），linux文件系统，具有写时复制COW(copy-on-write),改善ext3文件系统单文件大小限制，并加入其他特性，如可写快照，快照的快照，内建RAID，子卷（subvloume），专注于容错，修复和易于管理。单文件可达16EB，最大文件数量2^64，最大卷容量16EB，等。

btrfs功能特性

1,COW:写时复制，每次写入数据时，先将数据写入到新的block,写入成功后，更改旧数据块指针到新数据块，而非更改本身。
2,多物理卷支持，btrfs内建raid，可在线增删磁盘设备，可在线扩展和缩减磁盘空间。
3,数据和元数据校验码，checksum
4,子卷，可单独挂载子卷
5,可写快照，快照的快照，单个文件快照。
6,透明压缩
7,ext3/4和btrfs无痛互转

btrfs 基本用法：

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  1. [root@localhost ~]# btrfs --help   #查看帮助可以看到btrfs 有很多子命令，用法也很多，这里只举例常用选项。   
  2. usage: btrfs [--help] [--version] <group> [<group>...] <command> [<args>]   
  3.     btrfs subvolume create [-i <qgroupid>] [<dest>/]<name> #创建子卷     
  4.         Create a subvolume                     
  5.     btrfs subvolume delete [options] <subvolume> [<subvolume>...] #删除子卷    
  6.         Delete subvolume(s)   
  7.     btrfs subvolume list [options] [-G [+|-]value] [-C [+|-]value] [--sort=gen,ogen,rootid,path] <path> #显示子卷列表   
  8.         List subvolumes (and snapshots)   
  9.     btrfs subvolume snapshot [-r] [-i <qgroupid>] <source> <dest>|[<dest>/]<name> #创建子卷快照     
  10.         Create a snapshot of the subvolume   
  11.     btrfs subvolume get-default <path>  #获取子卷默认的文件系统   
  12.         Get the default subvolume of a filesystem   
  13.     btrfs subvolume set-default <subvolid> <path> #设置默认系统给子卷    
  14.         Set the default subvolume of a filesystem   
  15.     btrfs subvolume find-new <path> <lastgen>  #列出btrfs文件系统中最近修改的文件，结合find命令   
  16.         List the recently modified files in a filesystem   
  17.     btrfs subvolume show <subvol-path>  #显示更多的子卷信息    
  18.         Show more information of the subvolume   
  19.     btrfs subvolume sync <path> [<subvol-id>...]  #子卷同步，类似mount同步模式，内存数据同步到磁盘，有待查证。   
  20.         Wait until given subvolume(s) are completely removed from the filesystem.   
  21.     btrfs filesystem df [options] <path>  #显示挂载的文件系统详细信息。   
  22.         Show space usage information for a mount point   
  23.     btrfs filesystem show [options] [<path>|<uuid>|<device>|label]  #显示创建文件系统的磁盘信息。   
  24.         Show the structure of a filesystem   
  25.     btrfs filesystem sync <path>  #强制文件系统同步，   
  26.         Force a sync on a filesystem   
  27.     btrfs filesystem defragment [options] <file>|<dir> [<file>|<dir>...]  #碎片整理    
  28.         Defragment a file or a directory   
  29.     btrfs filesystem resize [devid:][+/-]<newsize>[kKmMgGtTpPeE]|[devid:]max <path>  #btrfs文件系统在线扩展和缩减空间    
  30.         Resize a filesystem   
  31.     btrfs filesystem label [<device>|<mount_point>] [<newlabel>]  #改变btrfs文件系统卷标    
  32.         Get or change the label of a filesystem   
  33.     btrfs filesystem usage [options] <path> [<path>..]  #显示文件系统当前的使用信息。   
  34.         Show detailed information about internal filesystem usage .   
  35.     btrfs balance start [options] <path>  #改变磁盘chunk，在线改 数据和元数据 存储方式，单盘改raid，前提满足raid要求。   
  36.         Balance chunks across the devices   
  37.     btrfs balance pause <path>                                                                       #暂停chunk更改，数据量较大，转换时间较长时，先暂停。   
  38.         Pause running balance   
  39.     btrfs balance cancel <path>                                                                     #取消chunk更改，如上   
  40.         Cancel running or paused balance   
  41.     btrfs balance resume <path>                                                                   #中断balance的操作，如上   
  42.         Resume interrupted balance   
  43.     btrfs balance status [-v] <path>                                                                  #显示balance操作状态  如上   
  44.         Show status of running or paused balance   
  45.     btrfs device add [options] <device> [<device>...] <path>  #文件系统增加磁盘    
  46.         Add a device to a filesystem   
  47.     btrfs device delete <device> [<device>...] <path>   #文件系统删除磁盘   
  48.         Remove a device from a filesystem   
  49.     btrfs device scan [(-d|--all-devices)|<device> [<device>...]]  #文件系统磁盘扫描   
  50.         Scan devices for a btrfs filesystem   
  51.     btrfs device ready <device>                                                                          #猜测是检测加入的设备有没有被挂载   
  52.         Check device to see if it has all of its devices in cache for mounting       
  53.     btrfs device stats [-z] <path>|<device>   #显示文件系统的设备状态   
  54.         Show current device IO stats. -z to reset stats afterwards.   
  55.     btrfs device usage [options] <path> [<path>..]    #显示文件系统内部设备详细使用信息    
  56.         Show detailed information about internal allocations in devices.  

btrfs文件系统管理

为分区创建btrfs文件系统

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  1. [root@localhost ~]# fdisk -l | grep "^Disk /dev/sd[a-z]" #准备sd{b,c,d,e}4块20G磁盘，未做任何分区。   
  2. Disk /dev/sda: 107.4 GB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors   
  3. Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors   
  4. Disk /dev/sdc: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors   
  5. Disk /dev/sde: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors   
  6. Disk /dev/sdd: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors  

创建单分区btrfs并查看

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  1. [root@localhost ~]# mkfs.btrfs -L 'btrfs' /dev/sdb   
  2. btrfs-progs v3.19.1   
  3. See http://btrfs.wiki.kernel.org for more information.   
  4. Turning ON incompat feature 'extref': increased hardlink limit per file to 65536   
  5. Turning ON incompat feature 'skinny-metadata': reduced-size metadata extent refs   
  6. fs created label btrfs on /dev/sdb   
  7.  nodesize 16384 leafsize 16384 sectorsize 4096 size 20.00GiB   
  8. [root@localhost ~]# btrfs filesystem show   
  9. Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a   
  10.  Total devices 1 FS bytes used 112.00KiB   
  11.  devid    1 size 20.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb   
  12. btrfs-progs v3.19.1   
  13. [root@localhost ~]# mount -o compress=lzo -L btrfs  /btrfs/  挂载时可以设定透明压缩机制。   
  14. [root@localhost ~]# btrfs filesystem df /btrfs   
  15. Data, single: total=8.00MiB, used=256.00KiB   
  16. System, DUP: total=8.00MiB, used=16.00KiB   
  17. System, single: total=4.00MiB, used=0.00B   
  18. Metadata, DUP: total=1.00GiB, used=112.00KiB   
  19. Metadata, single: total=8.00MiB, used=0.00B   
  20. GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B  

再添加一块磁盘

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  1. [root@localhost ~]# btrfs device add /dev/sdc /btrfs   #添加磁盘，删除用btrfs device delete  /dev/sdc /btrfs     
  2. [root@localhost ~]# btrfs fi sh   
  3. Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a   
  4.  Total devices 2 FS bytes used 384.00KiB   
  5.  devid    1 size 20.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb   
  6.  devid    2 size 20.00GiB used 0.00B path /dev/sdc   
  7. btrfs-progs v3.19.1   
  8. [root@localhost ~]#  

在线增加或缩减空间,在线改变空间，可以让lvm坐冷板凳了。

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  1. [root@localhost ~]# btrfs fi resize -10G /btrfs/  #在线缩减空间   
  2. Resize '/btrfs/' of '-10G'  
  3. [root@localhost ~]# btrfs fi sh   
  4. Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a   
  5.  Total devices 2 FS bytes used 384.00KiB   
  6.  devid    1 size 10.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb   
  7.  devid    2 size 20.00GiB used 0.00B path /dev/sdc   
  8. btrfs-progs v3.19.1   
  9. [root@localhost ~]# btrfs fi resize +7G /btrfs/  #在线增加空间   
  10. Resize '/btrfs/' of '+7G'  
  11. [root@localhost ~]# btrfs fi sh   
  12. Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a   
  13.  Total devices 2 FS bytes used 384.00KiB   
  14.  devid    1 size 17.00GiB used 2.04GiB path /dev/sdb   
  15.  devid    2 size 20.00GiB used 0.00B path /dev/sdc   
  16. btrfs-progs v3.19.1   
  17. [root@localhost ~]#  

在线更改数据和元数据的结构

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  1. [root@localhost ~]# btrfs fi df /btrfs/   
  2. Data, single: total=8.00MiB, used=256.00KiB   
  3. System, DUP: total=8.00MiB, used=16.00KiB   
  4. System, single: total=4.00MiB, used=0.00B   
  5. Metadata, DUP: total=1.00GiB, used=112.00KiB   
  6. Metadata, single: total=8.00MiB, used=0.00B   
  7. GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B   
  8. [root@localhost ~]# btrfs balance start -mconvert=raid1 /btrfs/   #-mconvert 为改变metadata元数据区的存储结构   
  9. Done, had to relocate 4 out of 5 chunks   
  10. [root@localhost ~]# btrfs fi sh   
  11. Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a   
  12.  Total devices 2 FS bytes used 192.00KiB   
  13.  devid    1 size 17.00GiB used 296.00MiB path /dev/sdb   
  14.  devid    2 size 20.00GiB used 288.00MiB path /dev/sdc   
  15. btrfs-progs v3.19.1   
  16. [root@localhost ~]# btrfs fi df /btrfs/   
  17. Data, single: total=8.00MiB, used=64.00KiB   
  18. System, RAID1: total=32.00MiB, used=16.00KiB   
  19. Metadata, RAID1: total=256.00MiB, used=112.00KiB    #对比上改为了raid1   
  20. GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B   
  21. [root@localhost ~]# btrfs balance start -dconvert=raid1 /btrfs/  #-dconvert 为改变data数据区的存储结构   
  22. Done, had to relocate 1 out of 3 chunks   
  23. [root@localhost ~]# btrfs fi df /btrfs/   
  24. Data, RAID1: total=1.00GiB, used=320.00KiB    #对比上面改为了raid1    
  25. System, RAID1: total=32.00MiB, used=16.00KiB   
  26. Metadata, RAID1: total=256.00MiB, used=112.00KiB   
  27. GlobalReserve, single: total=16.00MiB, used=0.00B   
  28. [root@localhost ~]#  

显示当前文件系统使用信息

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  1. [root@localhost btrfs]# btrfs fi usage /btrfs/   
  2. Overall:   
  3.     Device size:  37.00GiB   #总的空间   
  4.     Device allocated:   2.56GiB   #分给元数据管理区的空间    
  5.     Device unallocated:  34.44GiB  #未分出去的     
  6.     Device missing:     0.00B   
  7.     Used: 896.00KiB    #使用了的空间    
  8.     Free (estimated):  18.22GiB(min: 18.22GiB)  #可用空间，这里因是raid1 镜像卷   
  9.     Data ratio:      2.00   
  10.     Metadata ratio:      2.00   
  11.     Global reserve:  16.00MiB(used: 0.00B)   
  12. Data,RAID1: Size:1.00GiB, Used:320.00KiB   
  13.    /dev/sdb   1.00GiB   
  14.    /dev/sdc   1.00GiB   
  15. Metadata,RAID1: Size:256.00MiB, Used:112.00KiB   
  16.    /dev/sdb 256.00MiB   
  17.    /dev/sdc 256.00MiB   
  18. System,RAID1: Size:32.00MiB, Used:16.00KiB   
  19.    /dev/sdb  32.00MiB   
  20.    /dev/sdc  32.00MiB   
  21. Unallocated:   
  22.    /dev/sdb  15.72GiB    #这里2各磁盘 分配的空间不同，可以说明btrfs的内建raid1不是按物理盘划分的，而是按chunk，   
  23.    /dev/sdc  18.72GiB     #可以看到具体某块磁盘的使用状况。   
  24. [root@localhost btrfs]# btrfs device stats /btrfs/   #查看磁盘错误信息   
  25. [/dev/sdb].write_io_errs   0   
  26. [/dev/sdb].read_io_errs    0   
  27. [/dev/sdb].flush_io_errs   0   
  28. [/dev/sdb].corruption_errs 0   
  29. [/dev/sdb].generation_errs 0   
  30. [/dev/sdc].write_io_errs   0   
  31. [/dev/sdc].read_io_errs    0   
  32. [/dev/sdc].flush_io_errs   0   
  33. [/dev/sdc].corruption_errs 0   
  34. [/dev/sdc].generation_errs 0   
  35. [root@localhost btrfs]# btrfs device usage /btrfs/    #磁盘的空间使用状态    
  36. /dev/sdb, ID: 1   
  37.    Device size:            20.00GiB   
  38.    Data,RAID1:              1.00GiB   
  39.    Metadata,RAID1:        256.00MiB   
  40.    System,RAID1:           32.00MiB   
  41.    Unallocated:            15.72GiB   
  42. /dev/sdc, ID: 2   
  43.    Device size:            20.00GiB   
  44.    Data,RAID1:              1.00GiB   
  45.    Metadata,RAID1:        256.00MiB   
  46.    System,RAID1:           32.00MiB   
  47.    Unallocated:            18.72GiB   
  48. 压缩测试   
  49. [root@localhost btrfs22]# du -sh /btrfs /btrfs22   
  50. 5.1G/btrfs   
  51. 5.1G/btrfs22   
  52. [root@localhost btrfs22]# btrfs fi show   
  53. Label: 'btrfs'  uuid: 2a9f0d3d-f8a0-4757-9f4e-d1efa04a683a   
  54.  Total devices 2 FS bytes used 178.63MiB        #btrfs挂载采用lzo压缩，空间被压缩，因是文本文档压缩效果很明显。   
  55.  devid    1 size 17.00GiB used 1.28GiB path /dev/sdb   
  56.  devid    2 size 20.00GiB used 1.28GiB path /dev/sdc   
  57. Label: 'btrfs22'  uuid: d4da4497-b82e-4846-b51c-cd7127ff5c74   
  58.  Total devices 2 FS bytes used 5.01GiB    #btrfs22挂载没有启用压缩功能。   
  59.  devid    1 size 20.00GiB used 4.04GiB path /dev/sdd   
  60.  devid    2 size 20.00GiB used 4.00GiB path /dev/sde   
  61. btrfs-progs v3.19.1  

子卷和快照的管理

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  1. btrfs subvolume    
  2. [root@localhost btrfs22]# btrfs subvolume create /btrfs/btrfs.sub   #创建子卷     
  3. Create subvolume '/btrfs/btrfs.sub'  
  4. [root@localhost btrfs22]# btrfs subvolume list /btrfs   #显示子卷     
  5. ID 259 gen 43 top level 5 path btrfs.sub   
  6. [root@localhost btrfs22]# umount /btrfs   
  7. [root@localhost ~]# mount -o subvol=btrfs.sub /dev/sdc /btrfs.sub/  #单独挂载子卷    
  8. [root@localhost ~]# btrfs subvolume show /btrfs.sub/   
  9. /btrfs.sub   
  10.  Name: btrfs.sub   
  11.  uuid: 811deb2f-764f-6440-899c-cddb2b9867e2   
  12.  Parent uuid: -   
  13.  Creation time: 2016-05-11 08:43:51   
  14.  Object ID: 259   
  15.  Generation (Gen): 43   
  16.  Gen at creation: 43   
  17.  Parent: 5   
  18.  Top Level: 5   
  19.  Flags: -   
  20.  Snapshot(s):  

子卷删除

bash/shell Code复制内容到剪贴板

  1. [root@localhost ~]# umount /btrfs.sub/    #卸卸载子卷    
  2. [root@localhost ~]# btrfs subvolume delete /btrfs/btrfs.sub   
  3.     #执行删除命令     
  4.        
  5. [root@localhost ~]# btrfs subvolume list /btrfs   
  6.       #查看 已经被删除    
  7. ID 260 gen 45 top level 5 path btrfs.sub22  

子卷快照，类似创建子卷

bash/shell Code复制内容到剪贴板

  1. [root@localhost ~]# btrfs subvolume list /btrfs   
  2. ID 260 gen 45 top level 5 path btrfs.sub22   
  3. [root@localhost ~]# btrfs subvolume snapshot /btrfs/btrfs.sub22/ /btrfs/btrfs.sub22_snapshot   
  4. Create a snapshot of '/btrfs/btrfs.sub22/' in '/btrfs/btrfs.sub22_snapshot'  
  5. [root@localhost ~]# btrfs subvolume list /btrfs   
  6. ID 260 gen 50 top level 5 path btrfs.sub22   
  7. ID 262 gen 50 top level 5 path btrfs.sub22_snapshot  

单个文件快照

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  1. [root@localhost btrfs]# cp --relink hostname hostname_snap   
  2. cp: unrecognized option '--relink'  
  3. Try 'cp --help' for more information.   
  4. [root@localhost btrfs]# cp --reflink hostname hostname_snap   
  5. [root@localhost btrfs]# cp --reflink hostname hostname_snap^C   
  6. [root@localhost btrfs]# echo "magedu.com" >> hostname   
  7. [root@localhost btrfs]# cat hostname   
  8. localhost.localdomain   
  9. magedu.com   
  10. [root@localhost btrfs]# cat hostname_snap   
  11. localhost.localdomain   
  12. [root@localhost btrfs]#  

ext文件系统转换为btrfs

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  1. [root@localhost ~]# cp -r /tmp/* /sdf/   
  2. [root@localhost ~]# cd /sdf/   
  3. [root@localhost sdf]# ls   
  4. ks-script-OqV4Gb  lost+found  yum.log   
  5. [root@localhost ~]# umount /sdf/   #第一步，先卸载需要转换的ext分区   
  6. [root@localhost ~]# fsck -f /dev/sdf  #第二步，强制检测磁盘   
  7. fsck from util-linux 2.23.2   
  8. e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)   
  9. Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes   
  10. Pass 2: Checking directory structure   
  11. Pass 3: Checking directory connectivity   
  12. Pass 4: Checking reference counts   
  13. Pass 5: Checking group summary information   
  14. /dev/sdf: 13/1310720 files (0.0% non-contiguous), 126323/5242880 blocks   
  15. [root@localhost ~]# btrfs-convert /dev/sdf  #第三步，执行转换命令   
  16. creating btrfs metadata.   
  17. copy inodes [o] [         0/        13]   
  18. creating ext2fs image file.   
  19. cleaning up system chunk.   
  20. conversion complete.   
  21. [root@localhost ~]# mount /dev/sdf /sdf/   
  22. [root@localhost ~]# cd /sdf/   
  23. [root@localhost sdf]# ls   
  24. ext2_saved  ks-script-OqV4Gb  lost+found  yum.log    #转换产生的ext2_saved，不可删除，删除就无法转回ext文件系统   
  25. [root@localhost sdf]# cat ks-script-OqV4Gb     #转换后查看文件正常。   
  26. restorecon -ir /etc/sysconfig/network-scripts /var/lib /etc/lvm    
  27.                /dev /etc/iscsi /var/lib/iscsi /root /var/lock /var/log    
  28.                /etc/modprobe.d /etc/sysconfig /var/cache/yum   
  29. # Also relabel the OSTree variants of the normal mounts (if they exist)   
  30. restorecon -ir /var/roothome /var/home /var/opt /var/srv /var/media /var/mnt   
  31. restorecon -i /etc/rpm/macros /etc/dasd.conf /etc/zfcp.conf /lib64 /usr/lib64    
  32.               /etc/blkid.tab* /etc/mtab /etc/fstab /etc/resolv.conf    
  33.               /etc/modprobe.conf* /var/log/*tmp /etc/crypttab    
  34.               /etc/mdadm.conf /etc/sysconfig/network /root/install.log*    
  35.               /etc/*shadow* /etc/dhcp/dhclient-*.conf /etc/localtime    
  36.               /etc/hostname /root/install.log*   
  37. if [ -e /etc/zipl.conf ]; then  
  38.     restorecon -i /etc/zipl.conf   
  39. fi  
  40. [root@localhost sdf]# blkid /dev/sdf   
  41. /dev/sdf: UUID="20bd2176-28d9-49fb-88e9-b746f5ea2736" UUID_SUB="9076e700-22a2-420e-81df-feb79449ab7c" TYPE="btrfs"  #查看文件系统，已经变为btrfs   
  42. btrfs转回ext3   
  43. [root@localhost ~]# umount /sdf/    #第一步，卸载   
  44. [root@localhost ~]# btrfs-convert -r /dev/sdf   #第二步，执行转换命令                       
  45. rollback complete.   
  46. [root@localhost ~]# blkid /dev/sdf   
  47. /dev/sdf: UUID="8d6c4b81-9602-428a-a340-f01b176fa82b" SEC_TYPE="ext2" TYPE="ext3"  #查看转换结果，已经变为etx3格式。   
  48. [root@localhost ~]#  


总结：初步了解btrfs，首先，扩展性基于B-tree架构，单个文件，磁盘，文件个数，大大超过现在对扩展性的要求，其次，数据一致性，基于COW和checksum确保数据正常（btrfs的数据检测，修复，恢复相关的命令操作后面补充），再次，设备管理功能强大，内建raid,联机raid调整，联机空间扩展和缩减，联机物理卷增删，快照，子卷，可脱离raid和lvm.

以上个人总结，不足之处欢迎指正，谢谢。

三 : 简要剖析Linux系统的进程管理机制

一 、进程的概念和分类
1．进程的概念
Linux是一个多用户多任务的操作系统。
多用户是指多个用户可以在同一时间使用同一个linux系统；
 多任务是指在Linux下可以同时执行多个任务，更详细的说，linux采用了分时管理的方法，所有的任务都放在一个队列中，操作系统根据每个任务的优先级为每个任务分配合适的时间片，每个时间片很短，用户根本感觉不到是多个任务在运行，从而使所有的任务共同分享系统资源，这就是多任务的概念。
上面说的是单CPU多任务操作系统的情形，在这种环境下，虽然系统可以运行多个任务，但是在某一个时间点，CPU只能执行一个进程，而在多CPU多任务的操作系统下，由于有多个CPU，所以在某个时间点上，可以有多个进程同时运行。
进程的的基本定义是：在自身的虚拟地址空间运行的一个独立的程序，从操作系统的角度来看，所有在系统上运行的东西，都可以称为一个进程。
需要注意的是：程序和进程的关系可以是多对多关系!
    
2．进程的分类
 按照进程的功能和运行的程序分类，进程可划分为两大类：
l) 系统进程：可以执行内存资源分配和进程切换等管理工作；而且，该进程的运行不受用户的干预，即使是root用户也不能干预系统进程的运行。
2) 用户进程：通过执行用户程序、应用程序或内核之外的系统程序而产生的进程，此类进程可以在用户的控制下运行或关闭。
针对用户进程，又可以分为交互进程、批处理进程和守护进程三类。
3) 交互进程：由一个shell终端启动的进程，在执行过程中，需要与用户进行交互操作，可以运行于前台，也可以运行在后台。
4) 批处理进程：该进程是一个进程集合，负责按顺序启动其他的进程。
5) 守护进程：守护进程是一直运行的一种进程，经常在linux系统启动时启动，在系统关闭时终止。它们独立于控制终端并且周期性的执行某种任务或等待处理某些发生的事件。例如httpd进程，一直处于运行状态，等待用户的访问。还有经常用的crond进程，这个进程类似与windows的计划任务，可以周期性的执行用户设定的某些任务。
 3．进程的属性
（1）进程的几种状态
2016216113133071.png (630×402)

（2）进程之间的关系
 在linux系统中，进程ID（用PID表示）是区分不同进程的唯一标识，它们的大小是有限制的，最大ID为32768，用UID和GID分别表示启动这个进程的用户和用户组。所有的进程都是PID为1的init进程的后代,内核在系统启动的最后阶段启动init进程，因而，这个进程是linux下所有进程的父进程，用PPID表示父进程。所以如果init进程被kill,则意味着所有进程就kill,那系统会重启或关闭

 举例:ps命令输出的httpd进程信息：
2016216113246935.png (603×177)

相对于父进程，就存在子进程，一般每个进程都必须有一个父进程，父进程与子进程之间是管理与被管理的关系，当父进程停止时，子进程也随之消失，但是子进程关闭，父进程不一定终止。
如果父进程在子进程退出之前就退出，那么所有子进程就变成的一个孤儿进程，如果没有相应的处理机制的话，这些孤儿进程就会一直处于僵死状态，资源无法释放，此时系统默认将init进程作为它们的父进程。

    二、 进程管理命令
    Linux下，监控和管理进程的命令有很多，下面我们以ps、top、pstree、lsof四个最常用的指令介绍如果有效的监控和管理linux下的各种进程。
    (1)利用ps命令监控系统进程
ps是linux下最常用的进程监控命令，重点讲述如何利用ps指令监控和管理系统进程。
举例：
下面是apache进程的输出信息
2016216113322165.png (520×255)

其中，UID是用户的ID标识号，PID是进程的标识号，PPID表示父进程，STIME表示进程的启动时间，TTY表示进程所属的终端控制台，TIME表示进程启动后累计使用的CPU总时间，CMD表示正在执行的命令。并且root的PPID为1,即为Init的ID.
   
   另一种指令方式查看子进程与父进程的对应关系：
2016216113342162.png (683×282)

其中，%CPU表示进程占用的CPU百分比，%MEM表示进程占用内存的百分比，VSZ表示进程虚拟大小，RSS表示进程的实际内存（驻留集）大小（单位是页）。
    STAT表示进程的状态，进程的状态有很多种：用“R”表示正在运行中的进程，用“S”表示处于休眠状态的进程，用“Z”表示僵死进程，用“<”表示优先级高的进程，用“N”表示优先级较低的进程，用“s”表示父进程，用“+”表示位于后台的进程。START表示启动进程的时间。
    这个例子将进程之间的关系用树形结构形象的表示出来，可以很清楚的看到，第一个进程为父进程，而其它进程均为子进程。同时从这个输出还可以看到每个进程占用CPU、内存的百分比，还有进程所处的状态等等。
    (2)利用pstree监控系统进程
pstree命令以树形结构显示程序和进程之间的关系，使用格式如下：


pstree [-acnpu] [<PID>/<user>]


具体选项内容可用pstree --help来查看,由于显示结果的树形结构太长,就不再贴图.      
pstree清楚的显示了程序和进程之间的关系，如果不指定进程的PID号，或者不指定用户名称，则将以init进程为根进程，显示系统的所有程序和进程信息，若指定用户或PID，则将以用户或PID为根进程，显示用户或PID对应的所有程序和进程。
    (3)利用top监控系统进程
     top命令是监控系统进程必不可少的工具，与ps命令相比，top命令动态、实时的显示进程状态，而ps只能显示进程某一时刻的信息，同时，top命令提供了一个交互界面，用户可以根据需要，人性化的定制自己的输出，更清楚的了解进程的实时状态。
    下面是top的显示信息
2016216113400420.png (672×374)

通过动态信息可以看出一个进程从上次更新到现在占用cpu时间，占用物理内存（%MEM），从进程启动到现在占用cpu总时间（TIME+）等。通过了解这些信息，可以使系统管理员掌握每个进程对系统CPU、物理内存的使用状况。
 
    (4)利用lsof监控系统进程与程序
lsof全名list opened files，也就是列举系统中已经被打开的文件,通过lsof，我们就可以根据文件找到对应的进程信息，也可以根据进程信息找到进程打开的文件。
lsof指令功能强大，这里介绍“-c，-g，-p，-i”这四个最常用参数的使用。更详细的介绍请参看manlsof或者lsof --help。
1) lsoffilename：显示使用filename文件的进程。
2)lsof -c abc：显示abc进程现在打开的文件
3)lsof -g gid：显示指定的进程组打开的文件情况,使用进程组ID即GID
4)lsof -p PID：PID是进程号，通过进程号显示程序打开的所有文件及相关进程，例如，想知道init进程打开了哪些文件的话，可以执行“lsof-p  1”命令
5)lsof-i :通过监听指定的协议、端口、主机等信息，显示符合条件的进程信息。
例如：
 显示系统中tcp协议对应的25端口进程信息：


[root@localhost ~]# lsof-i tcp:25


显示系统中80端口对应的进程信息：


[root@localhost ~]# lsof-i :80


 (5) 计划任务
计划任务就是提前设定的一系列命名,来在特定时间里自动完成,比如一些自动备份,自动关系,自动发邮件,广播之类
计划任务有三个比较重要的命令
1)at安排作业在某一时刻执行一次
2)Batch安排作业在系统负载不重时执行一次
3)Cron安排周期性运行的作业
(6)结束进程
Kill -1重启进程
kill 进程号   结束进程
kill -9强制结束进程
(7) 设置程序的优先级
Niec :指定程序运行优先级别


Nice -n command


     Renice:改变一个正在运行的进程的优先级别


Renice -n pid


优先级取值范围为(-20,19)
(8)进程的挂起和恢复:
挂起:Ctrl+Z
终止:Ctrl+C
进程的恢复:
恢复到前台继续运行:fg
恢复到后台继续运行:bg
查看被挂起的进程:jobs

本文标题：linux系统权限管理-Linux系统的磁盘管理
本文地址： http://www.61k.com/1147201.html

Centos

redhat

Linux

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