半年之后

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熟悉的朋友们分享你们的知识，将你们所熟悉的UNIX，例如FreeBSD，ScoUNIX，HpUNIX等的硬盘分区知识，share出来。如果发现了文章之中的错误，请联系我（E-Mail:cqwlyh@263.net;MSN:cqwlyh@263.net），如果对文章进行了修改，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。此信息可以通过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： QUOTE: # 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，例如你装了两个硬盘，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，是可以使用的命令，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： QUOTE: 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明了：Solaris下，一个磁盘包含8个分区，标记为0－7。后面的仍然是一些可以用到的命令，这些命令的具体含义，大家可以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，这个过程一般可以分为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。几乎所有的硬盘在出厂前都已经被低级格式化过，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）就可以了。 分区的动作将硬盘分成几个部分，成为分区或者是分片（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件系统。一个分区不能包含多个文件系统；同样，一个文件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。文件系统在这些柱面组中建立文件和目录，并尽量将同一个文件的数据保存在同一个柱面组中。这样的机制能够保证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，默认的文件系统是UNIX文件系统（UFS:Unix File System），它使用下列类型的块： 1. 引导块：存储系统启动时所需的信息 2. 超级块：存储文件系统信息 3. 索引节点（i节点）：存储文件系统中的单个文件信息 4. 存储块/数据块：存储文件数据 下面来详细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。 超级块： 超级块存储文件系统信息，它包含了下列信息： 1. 文件系统中总块数（文件系统大小） 2. 文件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 超级块对文件系统及其重要，所以Solairs系统采用多个备份来确保它的安全。偶尔，当没有正常关闭系统或硬盘出现故障的时候，会造成默认超级块不能正确读取或者是和其备份的超级块不一致。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发现默认的超级块已经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，可以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，或者在系统中sync;sync;sync;init 0也可进入单用户模式（至于什么是单用户模式，以后会详细介绍） 2. 如果损坏的文件已经安装到文件树中，可以进入另一个目录，然后将损坏的文件系统卸载，例如： #cd / #umount /var 3. 使用newfs -N命令显示超级块的值，此命令会列出备用的超级块在文件系统中的位置： QUOTE: # 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命令列出的备用超级块中选择一个作为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件除去文件名以外的所有信息。一个索引节点占用128字节的磁盘空间，它包含了下列信息： 1. 文件类型：普通文件、目录、块设备文件、字符设备文件、链接等 2. 文件权限：读、写、执行权限的组合 3. 文件的硬链接数 4. 文件所有者的用户ID 5. 文件所属的组ID 6. 文件大小（字节数） 7. 一个包含15个磁盘块地址的数组 8. 文件最近的访问日期和时间 9. 文件最后一次修改的日期和时间 10. 文件创建的日期和时间 硬盘上的每个文件，都有一个描述它的信息的索引节点。文件系统创建的时候，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，例如当一个程序产生大量小文件的时候，此时文件系统就需要增加索引节点。同样，如果我们事先知道此文件系统只用来存放少数大文件，我们就可以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。创建文件系统的时候，可以使用newfs命令的-i选项来增加或者减少索引节点的数目。/usr/ucb目录下的df命令可以查看文件系统中所引节点的状况。例如： QUOTE: # usr/ucb/df -i Filesystem iused ifree %iused Mounted on /dev/dsk/c0t0d0s0 131672 1929384 6% / 注意：文件系统一旦创建，就无法改变它的索引节点数目，因此，当索引节点不够用的时候，首先应当备份此文件系统数据，然后创建一个包含更多索引节点的新的文件系统，然后将备份的数据恢复到新的文件系统就可以了。 存储块/数据块 存储块，也叫做数据块，它占用了文件系统的其他所有空间。这些块包含了存放在磁盘上的数据文件。每个存储块的大小在创建文件系统的时候被确定。对一个普通文件来说，存储块存放了文件的内容，对一个目录来说，存储块中存放了此目录中所有文件的索引节点号和文件名的信息。 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 这里主要是详细解释我们最开始使用format命令的时候，看到的c0t0d0这个表示的详细含义。 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）都是一样的，但X代表的数字表示特定的磁盘或者系统。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，它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（如果存在的话）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可以对每个磁盘独立寻址。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。一个阵列可以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。它和磁盘的分区对应。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，就可以详细说明出c0t0d0s0的含义了。 2.Linux硬盘分区简介 磁盘命名 相对Solaris来说，Linux磁盘命名的概念就简单多了，而且和我们平常使用的Windows系统多少有些瓜葛。和Solaris一样，在 Linux中，每个硬件设备都有一个称为设备名称的特别名字，例如，接在IDE1的第一个硬盘（master主硬盘），其设备名称为/dev/hda，也就是说我们可以用“/dev/hda”来代表此硬盘，下面的信息相信大家看了以后会有“一目了然”的感觉： 磁盘 设备名称 IDE1的第1个硬盘（master） /dev/hda IDE1的第2个硬盘（slave） /dev/hdb IDE2的第1个硬盘（master） /dev/hdc IDE2的第2个硬盘（slave） /dev/hdd SCSI的第1个硬盘 /dev/sda SCSI的第2个硬盘 /dev/sdb 这么看来，是不是比Solaris的硬盘命名容易理解多了？ 分区命名 分区的目的，是为了让数据能够分类存放。每一个分割出来的区域，就称为一个“分区”（partition），在Solaris中，也常常用“slice” （片）的概念，例如我们前面所讲过的c0t0d0s0中的s0，就是指代第一个分区。在Linux中，分区的概念和Windows得更加接近，硬盘分区按照功能的不同，可以分为以下几类： 1. 主分区（primary） 2. 扩展分区（extended） 3. 逻辑分区（logical） 主分区（primary） 通常在划分硬盘的第1个分区时，会指定为主分区。但是和Windows不同的是，windows中一个硬盘最多只允许有1个主分区，而Linux最多可以让用户创建4个主分区。 扩展分区（extended） 由于Linux中一个硬盘最多只允许有4个主分区，如果想要创建更多的分区，怎么办？于是就有了扩展分区的概念。用户可以创建一个扩展分区，然后在扩展分区上创建多个逻辑分区。从理论上来说，逻辑分区没有数量上的限制。 需要注意的是，创建扩展分区的时候，会占用一个主分区的位置，因此，如果创建了扩展分区，一个硬盘上便最多只能创建3个主分区和一个扩展分区。而且，扩展分区不是用来存放数据的，它的主要功能是为了创建逻辑分区。这个概念，和Windows可说是一模一样。 逻辑分区（logical） 逻辑分区不能够直接创建，它必须依附在扩展分区下，容量受到扩展分区大小的限制。通常逻辑分区是存放文件和数据的地方。 有了磁盘命名和分区命名的概念，理解诸如/dev/hda1之类的分区名称，应该就不是难事了。具体的，可以看下面的表示： 分区 分区名称 IDE1的第1个硬盘（master）的第1个主分区 /dev/hda1 IDE1的第1个硬盘（master）的第2个主分区 /dev/hda2 IDE1的第1个硬盘（master）的第3个主分区 /dev/hda3 IDE1的第1个硬盘（master）的第4个主分区 /dev/hda4 IDE1的第1个硬盘（master）的第1个逻辑分区 /dev/hda5 IDE1的第1个硬盘（master）的第2个逻辑分区 /dev/hda6 ...... ...... IDE1的第2个硬盘（slave）的第1个主分区 /dev/hdb1 IDE1的第2个硬盘（slave）的第2个主分区 /dev/hdb2 ...... ...... SCSI的第1个硬盘的第1个主分区 /dev/sda1 SCSI的第1个硬盘的第2个主分区 /dev/sda2 ...... ......