UNIX硬盘分区简介

日期: 2008-06-22 作者:陈求文 来源:TechTarget中国

  写这份文档的初衷是在网络上和一些朋友聊天的时候,常常会被问到这个问题,回答了很多次。为了一劳永逸的解决这个问题,决定写一份文档,方便以后再次被问到的时候copy,呵呵。同时,也是为了帮助自己不断巩固这些知识,算是一份粗糙的笔记吧。

    “Unix硬盘分区简介”这个标题有些大,本来只是为了介绍一下Solaris和Linux的分区,但是也希望对其他UNIX熟悉的朋友们分享您们的知识,将您们所熟悉的UNIX,例如FreeBSD,ScoUNIX,HpUNIX等的硬盘分区知识,share出来。假如发现了文章之中的错误,请联系我(E-Mail:cqwlyh@263.net;MSN:cqwlyh@263.net),假如对文章进行了修改,请留下您的名字和联系方式。
 
    ok,闲话少说,让我们进入正题吧:    
    
    1.Solaris硬盘分区简介
    
    Solaris下,一个磁盘包含8个分区,标记为0-7。此信息能够通过format命令,然后选择一个硬盘来看到,例如,在我自己的系统中(Solaris 9,Ultra 60),显示出来的信息如下:

  # format
  Searching for disks…done

  AVAILABLE DISK selectIONS:
       0. c0t0d0
          /pci@1f,4000/scsi@3/sd@0,0
  Specify disk (enter its number): 0
  selecting c0t0d0
  [disk formatted]
  Warning: Current Disk has mounted partitions.

  FORMAT MENU:

        disk       – select a disk
        type       – select (define) a disk type
        partition  – select (define) a partition table
        current    – describe the current disk
        format     – format and analyze the disk
        repair     – repair a defective sector
        label      – write label to the disk
        analyze    – surface analysis
        defect     – defect list management
        backup     – search for backup labels
        verify     – read and display labels
        save       – save new disk/partition definitions
        inquiry    – show vendor, product and revision
        volname    – set 8-character volume name
        !     – execute, then return
        quit
  format> p

  PARTITION MENU:

        0      – change `0’ partition
        1      – change `1’ partition
        2      – change `2’ partition
        3      – change `3’ partition
        4      – change `4’ partition
        5      – change `5’ partition
        6      – change `6’ partition
        7      – change `7’ partition
        select – select a predefined table
        modify – modify a predefined partition table
        name   – name the current table
        print  – display the current table
        label  – write partition map and label to the disk
        !- execute, then return
        quit
partition>

    不要看到内容这么多,就被吓住了,其实,format命令之后0. c0t0d0/pci@1f,4000/scsi@3/sd@0,0所显示出来的含义很简单,0. c0t0d0就代表这台Ultra 60里面只装了一个硬盘(至于c0t0d0的具体含义,稍后会介绍),代表的是这个硬盘的大小和柱面信息,/pci@1f,4000/scsi@3/sd@0,0所代表的,就是这个硬盘的实际物理地址。这些信息看起来很复杂,其实一般都只需要看看format命令抓出来的硬盘数量,是不是我们装在系统上的数量,例如您装了两个硬盘,但是这里只有一个硬盘的信息,就需要认真面对了。

  FORMAT MENU:

        disk       – select a disk
        type       – select (define) a disk type
        partition  – select (define) a partition table
        current    – describe the current disk
        format     – format and analyze the disk
        repair     – repair a defective sector
        label      – write label to the disk
        analyze    – surface analysis
        defect     – defect list management
        backup     – search for backup labels
        verify     – read and display labels
        save       – save new disk/partition definitions
        inquiry    – show vendor, product and revision
        volname    – set 8-character volume name
        !     – execute, then return
        quit
format> p

    这里所列出来的,是能够使用的命令,比如我在最下面format>,就是用了p这个命令(慢点,上面没有p这个命令啊?其实,这里p就是partition的简写),然后,列出了以下内容:
 
  PARTITION MENU:

        0      – change `0’ partition
        1      – change `1’ partition
        2      – change `2’ partition
        3      – change `3’ partition
        4      – change `4’ partition
        5      – change `5’ partition
        6      – change `6’ partition
        7      – change `7’ partition
        select – select a predefined table
        modify – modify a predefined partition table
        name   – name the current table
        print  – display the current table
        label  – write partition map and label to the disk
        !- execute, then return
        quit
partition>

     OK,到这里,我们的目的也达到了,这些信息应该很清楚的证实了:Solaris下,一个磁盘包含8个分区,标记为0-7。后面的仍然是一些能够用到的命令,这些命令的具体含义,大家能够看命令后面的英文介绍,至于怎么使用,以后再说。下面我们将进入今天的重点。

     向一块硬盘写入数据之前,首先需要将其分区和格式化,这个过程一般能够分为3个步骤:

     1. 物理格式化,也就是通常所说的低级格式化(Low-Level Formatting,LLF);
     2. 分区;
     3. 逻辑格式化,也就是通常所说的高级格式化(High-Level Formatting,HLF)

     低级格式化的时候,硬盘被分成若干个磁道,这些磁道又被分成若干个扇区,每个扇区填充了随机数据。几乎任何的硬盘在出厂前都已被低级格式化过,所以,用户只要对硬盘进行下面两个步骤(分区和逻辑格式化)就能够了。

     分区的动作将硬盘分成几个部分,成为分区或是分片(注意:前面的“分区”是动词,后面的是名词哦)。每个分区/分片由若干个柱面组成。绝大多数下,Solaris中的一个硬盘分区对应一个文档系统。一个分区不能包含多个文档系统;同样,一个文档系统也不能跨越多个分区。Solaris中,对硬盘进行分区,就是使用我们开始的时候使用过的format命令。
 
     当Solaris进行高级格式化的时候,将每个分区分成许多柱面组,每个柱面组包括了几个连续的柱面。文档系统在这些柱面组中建立文档和目录,并尽量将同一个文档的数据保存在同一个柱面组中。这样的机制能够确保磁头读取数据的时候移动最少,从而加快数据的读取速度。Solaris中使用newfs命令来实现高级格式化,默认的文档系统是UNIX文档系统(UFS:Unix File System),他使用下列类型的块:

     1. 引导块:存储系统启动时所需的信息
     2. 终极块:存储文档系统信息
     3. 索引节点(i节点):存储文档系统中的单个文档信息
     4. 存储块/数据块:存储文档数据

     下面来周详介绍一下这几种类型的块。
     
     引导块:

     引导块存储系统启动时所需的信息。引导块总是位于硬盘的第一个柱面组,占用分区的前8KB。
     
     终极块:
 
     终极块存储文档系统信息,他包含了下列信息:
 
     1. 文档系统中总块数(文档系统大小)
     2. 文档系统中数据块的数目
     3. 索引节点的数目
     4. 柱面组的数目
     5. 块的大小
     6. 磁盘碎片的大小
     7. 空闲块的个数
     8. 空闲的索引节点的个数

     终极块对文档系统及其重要,所以Solairs系统采用多个备份来确保他的安全。偶尔,当没有正常关闭系统或硬盘出现故障的时候,会造成默认终极块不能正确读取或是和其备份的终极块不一致。这时,就需要进行修复工作。通常在重新启动系统的时候,系统会调用fsck命令来自动完成。当fsck发现默认的终极块已损坏而且无法自动修复的时候,会提示用户手动进行修复。

    手动进行修复的时候,能够根据以下几个步骤进行:

    1. 以单用户的身份进入系统,例如在PROM的模式下(即ok状态下)用命令boot -s可进入单用户模式,或在系统中sync;sync;sync;init 0也可进入单用户模式(至于什么是单用户模式,以后会周详介绍)
    2. 假如损坏的文档已安装到文档树中,能够进入另一个目录,然后将损坏的文档系统卸载,例如:
#cd /
#umount /var
    3. 使用newfs -N命令显示终极块的值,此命令会列出备用的终极块在文档系统中的位置:
# newfs -N /dev/dsk/c0t0d0s1
/dev/rdsk/c0t0d0s1:     961248 sectors in 204 cylinders of 19 tracks, 248 sectors
        469.4MB in 13 cyl groups (16 c/g, 36.81MB/g, 17664 i/g)
super-block backups (for fsck -F ufs -o b=#) at:
 32, 75680, 151328, 226976, 302624, 378272, 453920, 529568, 605216, 680864,
 756512, 832160, 907808,
    4. 从newfs -N命令列出的备用终极块中选择一个作为fsck命令的一个选项进行修复:
#fsck -F ufs -o b=453920 /dev/rdsk/c0t0d0s1

    索引节点

    索引节点包含了一个文档除去文档名以外的任何信息。一个索引节点占用128字节的磁盘空间,他包含了下列信息:

    1. 文档类型:普通文档、目录、块设备文档、字符设备文档、链接等
    2. 文档权限:读、写、执行权限的组合
    3. 文档的硬链接数
    4. 文档任何者的用户ID
    5. 文档所属的组ID
    6. 文档大小(字节数)
    7. 一个包含15个磁盘块地址的数组
    8. 文档最近的访问日期和时间
    9. 文档最后一次修改的日期和时间
    10. 文档创建的日期和时间   

    硬盘上的每个文档,都有一个描述他的信息的索引节点。文档系统创建的时候,一定数目的索引节点在硬盘柱面组中被同时创建。有时候,这些索引节点或许会不够用,例如当一个程式产生大量小文档的时候,此时文档系统就需要增加索引节点。同样,假如我们事先知道此文档系统只用来存放少数大文档,我们就能够通过减少索引节点的数目来达到节省磁盘空间的目的——毕竟每个索引节点占用128字节。创建文档系统的时候,能够使用newfs命令的-i选项来增加或减少索引节点的数目。/usr/ucb目录下的df命令能够查看文档系统中所引节点的状况。例如:

  # usr/ucb/df -i
  Filesystem             iused   ifree  %iused  Mounted on
  /dev/dsk/c0t0d0s0     131672 1929384     6%   /

    注意:文档系统一旦创建,就无法改变他的索引节点数目,因此,当索引节点不够用的时候,首先应当备份此文档系统数据,然后创建一个包含更多索引节点的新的文档系统,然后将备份的数据恢复到新的文档系统就能够了。
    
    存储块/数据块

    存储块,也叫做数据块,他占用了文档系统的其他任何空间。这些块包含了存放在磁盘上的数据文档。每个存储块的大小在创建文档系统的时候被确定。对一个普通文档来说,存储块存放了文档的内容,对一个目录来说,存储块中存放了此目录中任何文档的索引节点号和文档名的信息。
    
    好了,上面说了这么多内容,是不是看累了啊?反正我的手早酸了,让我去喝杯茶,然后继续剩下的内容:磁盘命名。
    
    磁盘命名

    这里主要是周详解释我们最开始使用format命令的时候,看到的c0t0d0这个表示的周详含义。
    在Solaris系统中用设备名来代表磁盘。磁盘设备名是类似cXtXdX格式的一系列字母和数字,比如我们看到的c0t0d0。设备名中的字母(c,t,d)都是相同的,但X代表的数字表示特定的磁盘或系统。例如c0t0d0表示0号控制器,0号磁盘,0号LUN,这通常指代系统中的第一个硬盘,往往也是系统的启动磁盘(boot disk)。

    Sun使用下列命名方式定义逻辑设备名: 

  /dev/[r]dsk/cXtXdXsX 
  c:逻辑控制器号(逻辑控制器)
  t:物理总线目标号 
  d:磁盘或逻辑单元号(LUN) 
  s:分区号

    cX : X指磁盘控制器。当SUN系统搜集安装在系统中的磁盘控制器信息时,他给每个磁盘控制器一个数值,数值取决于系统监测控制器的先后顺序。第一个被检测到的控制器分配的数值是0,第二个控制器是1,依次类推。对IDE系统来说,第一个IDE通道为0,第二个(假如存在的话)通道为1。

    tX : X指磁盘的目标号。这个数字有时候被称为SCSI标识符,磁盘控制器上的每一个磁盘都有一个唯一的目标号。控制器通过这个目标号能够对每个磁盘单独寻址。对IDE磁盘而言,主盘的目标号是0,从盘的目标号是1。

    dX : X指磁盘的逻辑单元号(LUN)。在有些磁盘阵列中,LUN被用来区分系统中的各个磁盘。一个阵列能够用一个目标号来表示一组磁盘,然后用LUN来表示这个磁盘组中的单个磁盘。这种方式被广泛应用于SCSI磁盘阵列和光盘转换设备中。对单个磁盘或IDE磁盘,这个数字总是设定为0。

    sX : X指磁盘上的分区号。他和磁盘的分区对应。就如我们前面所说的“Solaris下,一个磁盘包含8个分区,标记为0-7”,因为这里X的数值只能是0——7。

    以上的内容,就能够周详说明出c0t0d0s0的含义了。

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