[转]solaris下的磁盘管理

OpenSolaris下的硬盘管理包括查看系统所使用的硬盘，对指定的硬盘进行格式化和label等操作，在指定slice上建立文件系统，将建立的文件系统mount到系统的文件目录树上。这篇文章详细叙述了OpenSolaris系统下常用的磁盘管理的操作和相关的背景知识。
硬盘基础知识
从物理的角度来看，一块硬盘是由坚硬金属材料制成的并涂以磁性介质的盘片，用来读取盘片上的信息的磁头，还有帮助磁头进行寻址的臂和控制电子线路组成。一块磁盘可以有一个或多个盘片，盘片的两面都可以存储信息。盘片以高速旋转（一般的SCSI硬盘转速达到15000转每秒），使的磁头和盘片间存在一定的空气间隙，从而使磁头和盘片之间没有物理摩擦。由于磁盘的读写过程中包含了磁头的物理移动，所以其速度相对于内存的读写来说慢很多。现代操作系统都通过内存缓冲的方式尽量减少对磁盘的访问，从而提高系统的性能。同时，现代的磁盘也通过排队，并行等方法来优化对磁盘的访问，从而提供系统性能。

从逻辑的角度来讲，磁盘是用来存储数据的介质，它可以从逻辑上被划分为不同的扇区（sector），磁道（track）和柱面（cylinder）。扇区是磁盘读写的最小单位，通常一个扇区（sector）包含256个字节的存储空间，由于磁盘是块设备系统每次从磁盘上至少读取一个扇区的大小；处于同一个半径，同一个盘片面上的所有扇区组成了一个磁道（track）；所有盘片上相同半径处的磁道组成了一个柱面（cylinder）。

在使用PC时，我们已经习惯了分区的概念。在PC上，磁盘被分成不通的分区，包括主分区和逻辑分区。不同的操作系统可以安装的不同的主分区上，并通过存储在磁盘第一个扇区（MBR）的引导程序来boot不同的操作系统。由于UNIX是用在服务器中的，而服务器一般来说都有专用的功能，所以一台服务器只安装一个操作系统，执行指定的任务并长期保持开着的状态。所以在UNIX系统中没有对应的分区的概念，一般都是将操作系统安装在整块磁盘中（FreeBSD，OpenSolaris等等UNIX操作系统都开始使用在桌面系统中，通常会把PC上一个分区看作一块硬盘来处理）。不过UNIX也将一个磁盘分为不同的slice，不同的slice用来存储不同的数据。比如mount在/var上的slice用来保存系统的动态日志数据；mount在/export/home目录上的slice用来保存用户的数据。

磁盘通过不同的接口连接到系统上，常用的接口包括IDE，SCSI，SATA，SAS等。IDE是传统的PC上使用的一种磁盘接口，一个IDE的控制器可以有两个IDE的通道，同一个IDE通道可以连接2个IDE设备；SCSI被广泛使用在服务器中，具有比较高的性能和热插拔特性，当然随之而来的是比较昂贵的价格。IDE和SCSI都是采用并行的方式来传输数据，并行线之间的串扰，使得频率提升的空间越来越小。这个时候，SATA和SAS应运而生，他们分别是IDE和SCSI的继承者，并使用串行的方式传输数据。

OpenSolaris下的磁盘设备文件
OpenSolaris下磁盘设备文件的表示比其他操作系统要显得复杂些。比如，在Linux下面/dev/hda，/dev/hdb代表了系统中的第1，2个IDE硬盘；而/dev/sda，/dev/sdb则代表了系统中的第1，2个SCSI（或SAS或SATA或USB）设备；/dev/hdan，/dev/sdan则代表了其中的第n个分区（Linux中主分区最多为4个，逻辑分区是从你n＝5开始的）。

和Linux下简单的表示方式不同的是，在OpenSolaris下表示一个slice是通过c#t#d#s#的方法表示的。其中，

c – 控制器（controller），其后的数字表示了系统中的第几个控制器。

t－目标（target），其后的数字表示了该控制器上的第几个通道。

d－设备（device），其后的数字表示了该通道上的第几个设备。

s－分区（slice），其后的数字表示了该设备上的第几个分区。

如，/dev/dsk/c0t0d0s0就代表了系统中第一个SCSI控制器的ID0上的第一个设备的第一个分区。

在OpenSolaris系统中，所有的设备都3种不同形式的名字，不同的场合下使用不同的名字：

逻辑设备名

物理设备名

实例名

物理设备名存放在/devices目录下，它根据系统中物理设备的连接方式，形成一个物理设备的目录树。该设备树在系统启动的时候枚举产生。典型的devices目录包含下面的文件和目录：

 

bash-3.00# ls /devices

agpgart           iscsi:devctl            scsi_vhci

agpgart:agpgart   options                  scsi_vhci:devctl

isa                          pseudo           

iscsi             pci@0,0:devctl    pseudo:devctl    

 

逻辑设备名存放在/dev目录下，他们是到/devices下物理设备名的软连接。逻辑设备名一般使用在命令行中对设备的引用。系统中每个磁盘设备都同时存在于/dev/dsk和/dev/rdsk目录下，分别代表了block和raw模式的设备。它们的内容是一致的：

 

bash-3.00# ls /dev/dsk

c0t0d0s0 c0t0d0s4 c0t2d0s0 c0t2d0s4 c1t1d0s0 c1t1d0s4

c0t0d0s1 c0t0d0s5 c0t2d0s1 c0t2d0s5 c1t1d0s1 c1t1d0s5

c0t0d0s2 c0t0d0s6 c0t2d0s2 c0t2d0s6 c1t1d0s2 c1t1d0s6

c0t0d0s3 c0t0d0s7 c0t2d0s3 c0t2d0s7 c1t1d0s3 c1t1d0s7

 

实例名是内核指定的别名。比如，sdn中sd是硬盘名，n代表号码。sd0表示系统中的第一个SCSI硬盘，dad0（direct access disk）表示系统中的第一个IDE硬盘。文件/etc/path_to_inst中记录了实例名和物理设备名之间的映射。/etc/path_to_inst由内核维护和使用，所以一般来说没有必要去修改其中的内容。

查看系统中的硬盘
一般来说，有3种方法可以查看系统中的硬盘配置：

1．  查看/etc/path_to_inst文件

2．  prtconf命令

3．  format命令

 

bash-3.00# cat /etc/path_to_inst

#

#       Caution! This file contains critical kernel state

#

"/pseudo" 0 "pseudo"

"/options" 0 "options"

"" 0 "xsvc"

"/scsi_vhci" 0 "scsi_vhci"

"/isa" 0 "isa"

"" 0 "i8042"

"" 0 "kb8042"

"" 0 "mouse8042"

...

 

上面省略了一部分内容。prtconf命令的输出：

 

bash-3.00# prtconf | grep -v not

System Configuration:  Sun Microsystems  i86pc

Memory size: 1024 Megabytes

System Peripherals (Software Nodes):

 

i86pc

    scsi_vhci, instance #0

    isa, instance #0

        i8042, instance #0

            mouse, instance #0

            keyboard, instance #0

        fdc, instance #0

            fd, instance #0

        asy, instance #0

        asy, instance #1

    pci, instance #0

        pci8086,2545, instance #0

            pci8086,1460, instance #2

                pci8086,341a, instance #0

                pci8086,341a, instance #1

                    sd, instance #1

                    sd, instance #2

…

 

format命令也可以查看系统中的硬盘配置：

 

bash-3.00# format

Searching for disks...done

AVAILABLE DISK SELECTIONS:

       0. c0t0d0

         

       1. c0t1d0

         

Specify disk (enter its number):

 

上面的输出中显示了系统中的两个SCSI硬盘。

向系统中添加硬盘
一般来说，向系统中添加硬盘包括如下步骤：

1．            在OpenSolaris文件系统的根目录下创建reconfigure文件，如#touch /reconfigure。该文件保证了系统重新启动后会对硬件进行重新扫描，生成新的设备目录树，并在/devices目录下创建该目录树。

2．            关闭系统，拔去电源，将所要添加的硬盘安装到系统中去。重新启动系统。

3．            进入系统后，在shell中执行format工具，对所安装的硬盘进行format，label等操作。

4．            在新创建的slice创建新的文件系统，并将文件系统安装到系统文件目录树上。

OpenSolaris下面管理磁盘的工具为format。Format是一个两层的命令行工具，在shell提示下输入format就可以进入第一层交互界面；在第一层交互界面里面输入命令进入相应命令的第二层交互界面。在我的服务器中，OpenSolaris安装在第一块SCSI硬盘中，我想在系统中再加入一个SCSI硬盘，然后将硬盘所有的空间用来作为备份空间，mount在/export/backup下。下面一步一步的解释如何做。

首先，运行format工具需要root的权限，所以需要使用root登陆。在进入shell后，运行format，并选择所要操作的磁盘：

 

bash-3.00# format

Searching for disks...done

AVAILABLE DISK SELECTIONS:

       0. c0t0d0

         

       1. c0t1d0

         

Specify disk (enter its number): 1

selecting c0t1d0

[disk formatted]

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

        fdisk      - run the fdisk program

        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>

 

我们选择第二个SCSI硬盘进行操作。选择了硬盘后，format会打印出所有可用的命令，并在命令后面做了详细的说明。如果硬盘没有格式化过（如果已经格式化过，那尽量避免再格式化），那接下来的任务就是对硬盘进行格式化。格式化是一个很费时的操作，而且不可以中断。

 

format> format

Ready to format.  Formatting cannot be interrupted

and takes 21 minutes (estimated). Continue? y

Beginning format. The current time is Fri Jun 15 18:44:44 2007

 

Formatting...

  97% complete (00:00:17 remaining) done

 

格式化完成后，使用fdisk来创建分区（partition）：

 

             Total disk size is 2231 cylinders

             Cylinder size is 16065 (512 byte) blocks

                                             Cylinders

      Partition  Status    Type          Start   End    Length    %

      ======  ====    =====         ===   ===    ======   ===

          1    Active   Solaris2        1     2230    2230      100

 

SELECT ONE OF THE FOLLOWING:

   1. Create a partition

   2. Specify the active partition

   3. Delete a partition

   4. Change between Solaris and Solaris2 Partition IDs

   5. Exit (update disk configuration and exit)

   6. Cancel (exit without updating disk configuration)

Enter Selection:

 

输入fdisk进入fdisk的交互界面。默认情况下，fdisk命令会将这个硬盘分成一个Solaris2的主分区，并将其激活。也可以使用工具提供的菜单，创建或删除其他格式的分区。重新回到format工具下，运行partition命令来划分各个slice：

 

format> partition

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> print

Current partition table (original):

Total disk cylinders available: 2228 + 2 (reserved cylinders)

Part      Tag    Flag     Cylinders        Size            Blocks

  0 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  1 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  2     backup    wu       0 - 2227       17.07GB    (2228/0/0) 35792820

  3 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  4 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  5 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  6 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  7 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  8       boot    wu       0 -    0        7.84MB    (1/0/0)       16065

  9 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

partition>

 

Partition打印出可以使用的命令，其中0－7用来修改slice0－slice7的大小和属性参数，print打印当前内存中的label表，label则将内存中的表写到硬盘上去。一个默认的OpenSolaris安装会将安装盘做如下的分区：

 

Part      Tag    Flag     Cylinders        Size            Blocks

  0      root   wm      67 -  963        6.87GB    (897/0/0)   14410305

  1     swap   wu       1 -   66      517.72MB    (66/0/0)     1060290

  2    backup  wm       0 - 4423       33.89GB    (4424/0/0)   71071560

  3 unassigned   wm       0               0         (0/0/0)           0

  4 unassigned   wm       0               0         (0/0/0)           0

  5 unassigned   wm       0               0         (0/0/0)           0

  6 unassigned   wm       0               0         (0/0/0)           0

  7     home   wm     964 - 4423       26.50GB    (3460/0/0)  55584900

  8      boot   wu       0 -    0        7.84MB    (1/0/0)        16065

  9 unassigned   wm       0               0         (0/0/0)           0

 

 

其中，slice 2代表了整个硬盘，slice 0作为根目录文件系统，slice 1作为交换分区这些似乎都是约定俗成的，我们能改的应该是slice 7。在partition中选择7，逐一输入slice 7的各个属性：

 

partition> 7

Part      Tag    Flag     Cylinders        Size            Blocks

  7 alternates    wm       1 - 2226       17.05GB    (2226/0/0) 35760690

 

Enter partition id tag[alternates]:

Enter partition permission flags[wm]:

Enter new starting cyl[1]:

Enter partition size[35760690b, 2226c, 2226e, 17461.27mb, 17.05gb]: 2227c

partition> print

Current partition table (unnamed):

Total disk cylinders available: 2228 + 2 (reserved cylinders)

 

Part      Tag    Flag     Cylinders        Size            Blocks

  0 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  1 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  2     backup    wu       0 - 2227       17.07GB    (2228/0/0) 35792820

  3 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  4 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  5 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  6 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

  7 alternates    wm       1 - 2227       17.06GB    (2227/0/0) 35776755

  8       boot    wu       0 -    0        7.84MB    (1/0/0)       16065

  9 unassigned    wm       0               0         (0/0/0)           0

partition>

 

Label表中各个属性的描述如下表所示：

 

Term
 Description
 
Part
 The slice number. Valid slice numbers are 0 through 7.
 
Tag

The Tag field is historical in meaning and not used anymore.
 A value that indicates how the slice is being used.

0 = unassigned

1 = boot

2 = root

3 = swap

4 = usr

5 = backup

6 = stand

8 = home

Veritas Volume Manager array tags:

14 = public (region)

15 = private (region)
 
Flag

The Flag field is historical in meaning and not used anymore.
 00 wm = The disk slice is writable and mountable.

01 wu = The disk slice is writable and unmountable. This is the default state

of slices dedicated for swap areas.

10 rm = The disk slice is read-only and mountable.

11 ru = The disk slice is read-only and unmountable.
 
Cylinders
 The starting and ending cylinder number for the disk slice.
 
Size
 The slice size: Mbytes (MB), Gbytes (GB), blocks (b), or cylinders (c).
 
Blocks
 The total number of cylinders and the total number of sectors per slice.
 

 

接下来，运行label命令，将内存中的label table写到磁盘中去，并从format中退出来。我们创建了slice 7，下面可以在这个slice上创建文件系统了，它的设备文件名应该是c0t1d0s7。

创建文件系统并安装
创建文件系统使用newfs命令，在没有任何参数的情况下，newfs会创建一个UFS文件系统，这正是我们所需要的：

 

# newfs /dev/rdsk/c0t1d0s7

newfs: construct a new file system /dev/rdsk/c0t1d0s7: (y/n)? y

Warning: 5902 sector(s) in last cylinder unallocated

/dev/rdsk/c0t1d0s7:     35776754 sectors in 5824 cylinders of 48 tracks, 128 sectors

        17469.1MB in 364 cyl groups (16 c/g, 48.00MB/g, 5824 i/g)

super-block backups (for fsck -F ufs -o b=#) at:

 32, 98464, 196896, 295328, 393760, 492192, 590624, 689056, 787488, 885920,

Initializing cylinder groups:

.......

super-block backups for last 10 cylinder groups at:

 34804000, 34902432, 35000864, 35099296, 35197728, 35296160, 35394592,

 35493024, 35591456, 35689888

 

最后，可以使用mount将该文件系统安装在系统文件目录树上了。

 

# mkdir -p /export/backup

# mount /dev/dsk/c0t1d0s7 /export/backup/

 

在/etc/mnttab文件中加上如下行，则下次启动后autofs会自动加载该文件系统。

 

/dev/dsk/c0t1d0s7 /export/backup  ufs     rw,intr,largefiles,logging,xattr,onerror=panic,dev=880087       1181913158

总结
这篇文章讲述了OpenSolaris中磁盘管理的常用操作，包括系统中设备文件的表示，如何查看系统中的硬盘，如何格式化、分区磁盘并创建文件系统，最后将该文件系统安装在系统的文件目录树上。本文章的关键字包括：OpenSolaris，磁盘管理，format。