磁盘管理和文件系统

一、磁盘

1、磁盘的物理结构

盘片
硬盘有多个盘片，每盘片2面

磁头
每面一个磁头

2、磁盘的数据结构

扇区
盘片被分为多个扇形区域，每个扇区存放512字节的数据，硬盘的最小存储单位

磁道
同一盘片不同半径的同心圆，是由磁头在盘片表面划出的圆形轨迹

柱面
不同盘片相同半径构成的圆柱面，由同一半径圆的多个磁道组成

3、磁盘的存储容量

硬盘存储容量 = 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数 (512字节)

4、定位磁盘区域

可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上的每一个区域

5、磁盘接口类型

类型	说明
IDE	并口数据线连接主板与硬盘，抗干扰性太差，且排线占用空间较大，不利电脑内部散热，已逐渐被SATA所取代
SATA	抗干扰性强，支持热插拔等功能，速度快，纠错能力强
SCSI	小型机系统接口，SCSI硬盘广为工作站级个人电脑以及服务器所使用，资料传输时CPU占用率较低，转速快，支持热插拔等
SAS	是新一代的SCSI技术，和SATA硬盘相同，都是采取序列式技术以获得更高的传输速度，可达到6Gb/s
光纤通道	为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。特性：热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大

6、MBR与 磁盘分区 表示

1）主启动记录（MBR）磁盘分区

主引导记录MBR（Master Boot Record）

MBR位于硬盘的第一个物理扇区处
MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表
MBR共512字节，前446字节是主引导记录，分区表保存在MBR扇形区中的第447-510字节中
分区表中有4个分区记录区，每个分区记录区占16个字节，最后2字节做保留！！！

2）磁盘分区表示

Linux中将磁盘、分区等设备均表示为文件

• sd：表示SCSI设备
• hd：表示IDE设备
• 硬盘的顺序号，以字母a、b、c…表示
• 分区的顺序号，以数字1、2、3…表示
• 主分区从1-4，第一个逻辑分区始终从5开始

7、磁盘分区结构

• 硬盘中的主分区数目只有4个

• 主分区和扩展分区的序号限制在1~4

• 扩展分区再分为逻辑分区

• 逻辑分区的序号将始终从5开始

二、文件系统类型

1、XFS文件系统

• 存放文件和目录数据的分区
• 高性能的日志型文件系统，特别擅长于处理大文件，可支持百万TB的存储空间
• CentOS7 系统中默认使用的文件系统

2、SWAP，交换文件系统

• 为Linux系统建立交换分区
• 一般设置为物理内存的1.5~2倍

3、Linux支持的其他文件系统类型

• EXT4（centos6）
• FAT32（windows）
• NTFS（windows）
• LVM

三、检测并确认新硬盘

1、查看或管理磁盘分区：fdisk命令

fdisk    -l    【 磁盘分区】

或

fdisk    【 磁盘设备】

2、7个字段

字段	说明
Device	分区的设备文件名称
Boot	是否是引导分区，若是，则有 “*” 标识
Start	该分区在硬盘中的起始位置（柱面数）
End	该分区在硬盘中的结束位置（柱面数）
Blocks	分区的大小，以Block（块）为单位，默认的块大小为1024字节
ID	分区对应的系统ID号
system	分区类型

3、管理磁盘分区

fdisk    /dev/sdb

4、交互模式中的常用指令

指令	说明
m	获取帮助菜单
n	新建分区
p	查看分区情况
d	删除分区
t	变更分区的类型
w	保存分区操作并退出
q	不保存分区操作并退出

5、创建分区步骤

首先：fdisk  磁盘文件 （比如/dev/sdb)
    进入使用fdisk界面输入：n（新建分区）
        选择建立分区的类型：p  主分区、 e  扩展分区 、 l 逻辑分区
           设置分区：1  （主分区范围1-4，逻辑分区从5开始）
              设置起始扇区：回车选择默认设置
                设置终止扇区：+ “*”G  （设置个数字范围，单位可选k，M,G）
                   保存退出：w

不管是建立分区还是删除分区等等，我们可以通过两种方式来查看我们的设置：

1.reboot 重启后再 lsblk 重读分区列表信息

2.使用 partprobe命令后再 lsblk 重读分区列表信息（很好用！！！）

四、创建文件系统

1、Make Filesystem,创建文件系统（格式化）：mkfs命令

创建文件系统的过程即格式化分区的过程

mkfs      -t      文件系统类型     分区设备

mkfs   -t   xfs    /dev/sdn1

mkfs.xfs    /dev/sdb1

2、make swap,创建交换分区文件系统：mkswap命令

创建交换分区之前，目标分区应先通过 fdisk 工具将分区类型号设置为 82

查看文件类型：

首先：fdisk  磁盘文件 （比如/dev/sdb)
    进入使用fdisk界面输入：t（设置文件类型）
        选择建立分区的类型：p  主分区、 e  扩展分区 、 l 逻辑分区
           设置分区：1  （主分区范围1-4，逻辑分区从5开始）
              设置起始扇区：回车选择默认设置
                设置终止扇区：+ “*”G  （设置个数字范围，单位可选k，M,G）
                   保存退出：w
                   
                --->5(分区号)
                  --->82（设置类型为swap
                    保存退出：w

mkswap   /dev/sdb5
swapon   /dev/sdb5       #启用新增加的交换分区
swapoff  /dev/sdb5       #停用指定的交换分区
swapon  -s               #查看每个分区的swap状态
free    -m               #查看总的swap状态信息

五、挂载、卸载文件系统

1、挂载文件系统、ISO镜像到指定文件夹：mount命令

1）mount命令

mount   [ -t ]      存储设备      挂载点目录

mount   /dev/sdb    /mnt


mount  -o   loop    IOS镜像文件     挂载点目录

mount -o loop CentOS-7-x86_64-DVD-1708.iso /media

2）选项

选项	说明
-t	用于指定文件的系统类型，通常可以省略，由系统自动识别
-o	挂载参数列表，以英文逗号分隔，如用来描述特殊设备，用loop指定

2、卸载已挂载的文件系统：umount命令

1）umount命令

卸载前提：挂载的设备或目录没有被正在使用中，要先退出挂载目录

加入参数 -lf ，表示强制卸载

2）选项

选项	说明
-l	表示解除正在繁忙的文件系统
-f	表示强制

3、查看磁盘挂载情况

选项	说明
-h	显示分区的容量单位
-T	显示文件系统的类型
-i	显示分区的inode号码数量

4、设置文件系统的自动挂载

1）/etc/fstab配置文件

包含需要开机后自动挂载的文件系统记录
Linux操作系统在每次开机时，会自动读取/etc/fstab/文件的内容，自动挂载所指定的文件系统

vim /etc/fstab    #在配置文件目录下设置

    1           2      3              4         5    6
    
/dev/sdb1     /opt    xfs         defaults      0    0
/dev/sr0      /mnt    iso9660     defaults      0    0

2）六个字段

字段	说明
字段1	分区名或设备卷标名
字段2	文件系统的挂载点目录的位置
字段3	文件系统类型，如xfs、swap等
字段4	挂载参数，即mount命令"-o"选项后可使用的参数。例如，defaults (默认参数) 、rw (可读写) 、ro (只读) 、noexec (禁用执行程序)
字段5	表示文件系统是否需要dump备份(dump是一个备份工具)。一般设为1时表示需要，设为0时将被dump忽略
字段6	该数字决定在系统启动时进行磁盘检查的顺序。0表示不进行检查，1表示优先检查，2表示其次检查。根分区应设为1，其他分区设为2