Linux mount (第一部分)

public0821

本篇将介绍一些比较实用的mount用法,包括挂载内核中的虚拟文件系统、loop device和bind mount。

下面的所有例子都在ubuntu-server-x86_64 16.04下执行通过

基本用法

mount命令的标准格式如下

  mount -t type -o options device dir
  • device: 要挂载的设备(必填)。有些文件系统不需要指定具体的设备,这里可以随便填一个字符串

  • dir: 挂载到哪个目录(必填)

  • type: 文件系统类型(可选)。大部分情况下都不用指定该参数,系统都会自动检测到设备上的文件系统类型

  • options: 挂载参数(可选)。
    options一般分为两类,一类是Linux VFS所提供的通用参数,就是每个文件系统都可以使用这类参数,详情请参考“FILESYSTEM-INDEPENDENT MOUNT OPTIONS”。另一类是每个文件系统自己支持的特有参数,这个需要参考每个文件系统的文档,如btrfs支持的参数可以在这里找到。

网上关于如何利用mount命令挂载设备的例子很多,这里就不再啰嗦了。

挂载虚拟文件系统

proc、tmpfs、sysfs、devpts等都是Linux内核映射到用户空间的虚拟文件系统,他们不和具体的物理设备关联,但他们具有普通文件系统的特征,应用层程序可以像访问普通文件系统一样来访问他们。

这里只是示例一下怎么挂载他们,不会对他们具体的功能做详细介绍。

#将内核的proc文件系统挂载到/mnt,
#这样就可以在/mnt目录下看到系统当前运行的所有进程的信息,
#由于proc是内核虚拟的一个文件系统,并没有对应的设备,
#所以这里-t参数必须要指定,不然mount就不知道要挂载啥了。
#由于没有对应的源设备,这里none可以是任意字符串,
#取个有意义的名字就可以了,因为用mount命令查看挂载点信息时第一列显示的就是这个字符串。
dev@ubuntu:~$ sudo mount -t proc none /mnt

#在内存中创建一个64M的tmpfs文件系统,并挂载到/mnt下,
#这样所有写到/mnt目录下的文件都存储在内存中,速度非常快,
#不过要注意,由于数据存储在内存中,所以断电后数据会丢失掉
dev@ubuntu:~$ sudo mount -t tmpfs -o size=64m tmpfs /mnt

挂载 loop device

在Linux中,硬盘、光盘、软盘等都是常见的块设备,他们在Linux下的目录一般是/dev/hda1, /dev/cdrom, /dev/sda1,/dev/fd0这样的。而loop device是虚拟的块设备,主要目的是让用户可以像访问上述块设备那样访问一个文件。 loop device设备的路径一般是/dev/loop0, dev/loop1, ...等,具体的个数跟内核的配置有关,Ubuntu16.04下面默认是8个,如果8个都被占用了,那么就需要修改内核参数来增加loop device的个数。

ISO文件

需要用到loop device的最常见的场景是mount一个ISO文件,示例如下

#利用mkisofs构建一个用于测试的iso文件
dev@ubuntu:~$ mkdir -p iso/subdir01
dev@ubuntu:~$ mkisofs -o ./test.iso ./iso

#mount ISO 到目录 /mnt
dev@ubuntu:~$ sudo mount ./test.iso /mnt
mount: /dev/loop0 is write-protected, mounting read-only

#mount成功,能看到里面的文件夹
dev@ubuntu:~$ ls /mnt
subdir01

#通过losetup命令可以看到占用了loop0设备
dev@ubuntu:~$ losetup -a
/dev/loop0: []: (/home/dev/test.iso)

虚拟硬盘

loop device另一种常用的用法是虚拟一个硬盘,比如我想尝试下btrfs这个文件系统,但系统中目前的所有分区都已经用了,里面都是有用的数据,不想格式化他们,这时虚拟硬盘就有用武之地了,示例如下

#因为btrfs对分区的大小有最小要求,所以利用dd命令创建一个128M的文件
dev@ubuntu:~$ dd if=/dev/zero bs=1M count=128 of=./vdisk.img

#在这个文件里面创建btrfs文件系统
#有些同学可能会想,硬盘一般不都是先分区再创建文件系统的吗?
#是的,分区是为了方便磁盘的管理,
#但对于文件系统来说,他一点都不关心分区的概念,你给他多大的空间,他就用多大的空间,
#当然这里也可以先用fdisk在vdisk.img中创建分区,然后再在分区上创建文件系统,
#只是这里的虚拟硬盘不需要用作其他的用途,为了方便,我就把整个硬盘全部给btrfs文件系统,
dev@ubuntu:~$ mkfs.btrfs ./vdisk.img
#这里会输出一些信息,提示创建成功

#mount虚拟硬盘
dev@ubuntu:~$ sudo mount ./vdisk.img /mnt/

#在虚拟硬盘中创建文件成功
dev@ubuntu:~$ sudo touch /mnt/aaaaaa
dev@ubuntu:~$ ls /mnt/
aaaaaa

#加上刚才上面mount的iso文件,我们已经用了两个loop device了
dev@ubuntu:~$ losetup -a
/dev/loop0: []: (/home/dev/test.iso)
/dev/loop1: []: (/home/dev/vdisk.img)

挂载多个设备到一个文件夹

细心的朋友可能已经发现了,在上面的例子中,将test.iso和vdisk.img都mount到了/mnt目录下,这个在Linux下是支持的,默认会用后面的mount覆盖掉前面的mount,只有当umount后面的device后,原来的device才看的到。 看下面的例子

#先umount上面的iso和vdisk.img
dev@ubuntu:~$ sudo umount ./test.iso
dev@ubuntu:~$ sudo umount ./vdisk.img

#在/mnt目录下先创建一个空的test文件夹
dev@ubuntu:~$ sudo mkdir /mnt/test
dev@ubuntu:~$ ls /mnt/
test

#mount iso文件
dev@ubuntu:~$ sudo mount ./test.iso /mnt
#再看/mnt里面的内容,已经被iso里面的内容给覆盖掉了
dev@ubuntu:~$ ls /mnt/
subdir01

#再mount vdisk.img
dev@ubuntu:~$ sudo mount ./vdisk.img /mnt/
#再看/mnt里面的内容,已经被vdisk.img里面的内容给覆盖掉了
dev@ubuntu:~$ ls /mnt/
aaaaaa

#通过mount命令可以看出,test.iso和vdisk.img都mount在了/mnt
#但我们在/mnt下只能看到最后一个mount的设备里的东西
dev@ubuntu:~$ mount|grep /mnt
/home/dev/test.iso on /mnt type iso9660 (ro,relatime)
/home/dev/vdisk.img on /mnt type btrfs (rw,relatime,space_cache,subvolid=5,subvol=/)

#umount /mnt,这里也可以用命令sudo umount ./vdisk.img,一样的效果
dev@ubuntu:~$ sudo umount /mnt
#test.iso文件里面的东西再次出现了
dev@ubuntu:~$ ls /mnt/
subdir01

#再次umount /mnt,这里也可以用命令sudo umount ./test.iso,一样的效果
dev@ubuntu:~$ sudo umount /mnt
#最开始/mnt目录里面的文件可以看到了
dev@ubuntu:~$ ls /mnt/
test

有了这个功能,平时挂载设备的时候就不用专门去创建空目录了,随便找个暂时不用的目录挂上去就可以了。

挂载一个设备到多个目录

当然我们也可以把一个设备mount到多个文件夹,这样在多个文件夹中都可以访问该设备中的内容。

#新建两目录用于挂载点
dev@ubuntu:~$ sudo mkdir /mnt/disk1 /mnt/disk2
#将vdisk.img依次挂载到disk1和disk2
dev@ubuntu:~$ sudo mount ./vdisk.img /mnt/disk1
dev@ubuntu:~$ sudo mount ./vdisk.img /mnt/disk2

#这样在disk1下和disk2下面都能看到相同的内容
dev@ubuntu:~$ tree /mnt
/mnt
├── disk1
│   └── aaaaaa
└── disk2
    └── aaaaaa

#在disk1下创建一个新文件
dev@ubuntu:~$ sudo touch /mnt/disk1/bbbbbb
#这个文件在disk2下面也能看到
dev@ubuntu:~$ tree /mnt
/mnt
├── disk1
│   ├── aaaaaa
│   └── bbbbbb
└── disk2
    ├── aaaaaa
    └── bbbbbb

bind mount

bind mount功能非常强大,可以将任何一个挂载点、普通目录或者文件挂载到其他地方,是玩转Linux的必备技能

基本功能

bind mount会将源目录绑定到目的目录,然后在目的目录下就可以看到源目录里的文件

#准备要用到的目录
dev@ubuntu:~$ mkdir -p bind/bind1/sub1
dev@ubuntu:~$ mkdir -p bind/bind2/sub2
dev@ubuntu:~$ tree bind
bind
├── bind1
│   └── sub1
└── bind2
    └── sub2

#bind mount后,bind2里面显示的就是bind1目录的内容
dev@ubuntu:~$ sudo mount --bind ./bind/bind1/ ./bind/bind2
dev@ubuntu:~$ tree bind
bind
├── bind1
│   └── sub1
└── bind2
    └── sub1

readonly bind

我们可以在bind的时候指定readonly,这样原来的目录还是能读写,但目的目录为只读

#通过readonly的方式bind mount
dev@ubuntu:~$ sudo mount -o bind,ro ./bind/bind1/ ./bind/bind2
dev@ubuntu:~$ tree bind
bind
├── bind1
│   └── sub1
└── bind2
    └── sub1

#bind2目录为只读,没法touch里面的文件
dev@ubuntu:~$ touch ./bind/bind2/sub1/aaa
touch: cannot touch './bind/bind2/sub1/aaa': Read-only file system

#bind1还是能读写
dev@ubuntu:~$ touch ./bind/bind1/sub1/aaa

#我们可以在bind1和bind2目录下看到刚创建的文件
dev@ubuntu:~$ tree bind
bind
├── bind1
│   └── sub1
│       └── aaa
└── bind2
    └── sub1
        └── aaa

如果我们想让当前目录readonly,那么可以bind自己,并且指定readonly参数:

#bind mount并且指定readonly
dev@ubuntu:~$ sudo mount -o bind,ro ./bind/bind1/ ./bind/bind1

#创建新文件失败
dev@ubuntu:~$ touch ./bind/bind1/sub1/aaa
touch: cannot touch './bind/bind1/sub1/aaa': Read-only file system

#umount之后,文件夹恢复到原来的读写权限
dev@ubuntu:~$ sudo umount ./bind/bind1/
##touch文件成功
dev@ubuntu:~$ touch ./bind/bind1/sub1/aaa
dev@ubuntu:~$

bind mount单个文件

我们也可以bind mount单个文件,这个功能尤其适合需要在不同版本配置文件之间切换的时候

#创建两个用于测试的文件
dev@ubuntu:~$ echo aaaaaa > bind/aa
dev@ubuntu:~$ echo bbbbbb > bind/bb
dev@ubuntu:~$ cat bind/aa
aaaaaa
dev@ubuntu:~$ cat bind/bb
bbbbbb

#bind mount后,bb里面看到的是aa的内容
dev@ubuntu:~$ sudo mount --bind ./bind/aa bind/bb
dev@ubuntu:~$ cat bind/bb
aaaaaa

#即使我们删除aa文件,我们还是能够通过bb看到aa里面的内容
dev@ubuntu:~$ rm bind/aa
dev@ubuntu:~$ cat bind/bb
aaaaaa

#umount bb文件后,bb的内容出现了,不过aa的内容再也找不到了
dev@ubuntu:~$ sudo umount bind/bb
dev@ubuntu:~$ cat bind/bb
bbbbbb

move一个挂载点到另一个地方

move操作可以将一个挂载点移动到别的地方,这里以bind mount为例来演示,当然其他类型的挂载点也可以通过move操作来移动。

#umount上面操作所产生的挂载点
dev@ubuntu:~$ sudo umount /home/dev/bind/bind1
dev@ubuntu:~$ sudo umount /home/dev/bind/bind2

#bind mount
dev@ubuntu:~$ sudo mount --bind ./bind/bind1/ ./bind/bind2/
dev@ubuntu:~$ ls ./bind/bind*
./bind/bind1:
sub1

./bind/bind2:
sub1

#move操作要求mount point的父mount point不能为shared。
#在这里./bind/bind2/的父mount point为'/',所以需要将'/'变成private后才能做move操作
#关于shared、private的含义将会在下一篇介绍
dev@ubuntu:~$ findmnt -o TARGET,PROPAGATION /
TARGET PROPAGATION
/      shared
dev@ubuntu:~$ sudo mount --make-private /
dev@ubuntu:~$ findmnt -o TARGET,PROPAGATION /
TARGET PROPAGATION
/      private

#move成功,在mnt下能看到bind1里面的内容
dev@ubuntu:~$ sudo mount --move ./bind/bind2/ /mnt
dev@ubuntu:~$ ls /mnt/
sub1
#由于bind2上的挂载点已经被移动到了/mnt上,于是能看到bind2目录下原来的文件了
dev@ubuntu:~$ ls ./bind/bind2/
sub2

结束语

在这篇文章中演示了一些比较实用的mount操作,尤其是bind mount,至于在哪些情况下要用哪些功能,需要我们自己去挖掘。下一篇中将介绍mount相关的“Shared subtrees”

参考

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