磁盘管理与文件系统

一、磁盘基础

（一）硬盘的物理结构

——盘片：硬盘有多个盘片，每盘片2面
——磁头：每面一个磁头

（二）硬盘的数据结构

——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
——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）
——可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域
——磁盘接口类型
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，都是采用序列式技术以获得更高的传输速度，可达到6Gb/s。
光纤通道

二、MBR与磁盘分区表示

——主引导记录（MBR：Master Boot Record）
*MBR位于硬盘第一个物理扇区处
*MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表
*分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16个字节
*Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件

三、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

磁盘分区表示

Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件
/dev/sdb5
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。

主引导记录（MBR）磁盘分区
MBR是主引导记录，位于硬盘第一个物理扇区处，MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表。MBR总共512字节，前446字节是主引导记录，分区表保存在MBR扇区中的第447-510字节中。分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16字节。

四、文件系统类型

（一）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，可支持上百万TB的存储空间。
——CentOS 7 系统中默认使用的文件系统

（二）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

（三）Linux支持的其它文件系统类型

EXT4、FAT32、NTFS、 LVM

五、检测并确认新硬盘

（一）fdisk命令

——查看或管理磁盘分区
fdisk -l [磁盘设备]
或fdisk [磁盘设备]
——交互模式中的常用指令
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

（二）查看磁盘分区

fdisk -l [磁盘设备]

使用 fdisk 命令查看磁盘分区，有一个磁盘sda，其中该磁盘的sda1\sda2\sda3为主分区，其中sda3为交换模式，sda4为扩展分区，sda5为逻辑分区。

Device (设备) ：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Blocks (块)为单位，默认的块大小为1024字节。
Id：分区对应的系统 ID 号。例如，83表示Linux中的XFS分区或EXT4分区、82代表交换文件系统、8e表示LVM逻辑卷。
System：分区类型。

（三）管理磁盘分区

fdisk /dev/sdb
在进行管理磁盘分区之前需要创建一个新的磁盘，不能直接使用系统盘进行管理，不然会使电脑系统奔溃。
创建好新的磁盘以后使用fdisk -l 命令查看一下，发现多了一块sdb 的新的磁盘。

（四）创建分区步骤

n
———p主分区、e扩展分区、1逻辑分区
————设置分区：1 （范围1-4，如按Enter 键接受默认值）
————设置柱面序列：直接按Enter键接受默认值
————设置分区大小：+20G（指定大小为20GB，如按Enter键接受默认值表示所有空间）

变更硬盘（特别是正在使用的硬盘）的分区设置以后，建议最好将系统重启一次，或者执行“partprobe”命令使操作系统检测新的分区表情况。以防格式化分区时损坏硬盘中已有的数据。

六、创建文件系统

（一）mkfs命令

1、Make Filesystem，创建文件系统(格式化)
mkfs -t 文件系统类型 分区设备
2、示例：
[root@localhost ~ ]# Is /sbin/mkfs*
/sbin/mkfs　 /sbin/mkfs.cramfs　 /sbin/mkfs.ext3　 /sbin/mkfs.minix
/sbin/mkfs.btrfs 　/sbin/mkfs.ext2　 /sbin/mkfs.ext4　/sbin/mkfs.xfs
[root@localhost~]# mkfs -t xfs /dev/sdb1

3、创建文件系统
创建文件系统的过程即格式化分区的过程
mkfs -t xfs /dev/sdb1
mkfs.xfs /dev/sdb1

（二）mkswap命令

1、make swap,创建交换文件系统
mkswap 分区设备

2、示例：
[root@localhost ~]# mkswap 　 /dev/sdb5
[root@localhost ～]# cat 　/proc/meminfo　 |　 grep　 SwapTotal
SwapTotal: 　8257532 kB
[root@localhost ～]# swapon　 /dev/sdb5
[root@localhost ～]# cat 　/proc/meminfo 　| 　grep　 SwapTotal
SwapTotal: 　10354680 kB
[root@localhost ～]# swapoff　 /dev/sdb5

3、创建交换文件系统
创建swap之前，目标分区应先通过fdisk 工具将分区类型ID 号设为82
fdisk /dev/sdb
–>t
–>3
–>82

mkswap /dev/sdb3
swapon /dev/sdb3 #启用新增加的交换分区
swapoff /dev/sdb3 #停用指定的交换分区
swapon -s #查看每个分区的swap状态信息
free -m #查看总的swap状态信息
利用df -h查挂载点

七、挂载、卸载文件系统

（一）手动挂载

1、mount命令
1）、挂载文件系统、ISO镜像到指定文件夹

mount -t 类型 存储设备 挂载点目录
mount -o loop ISO镜像文件 挂载点目录

-t：用于指定文件系统类型，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；或用来描述特殊设备,用loop指定
mount /dev/cdrom /mnt
mount /dev/sdbl /opt

挂载已下载到系统中的镜像文件

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

2）、查看磁盘使用情况
–>直接mount命令

–>df [选项]
-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

2、umount命令
1）、卸载已挂载的文件系统
umount 存储设备位置
umount 挂载点目录
卸载已挂载的文件系统
卸载前提：挂载的设备或者目录没有被在使用中，要先退出挂载目录

umount -lf 存储设备目录或者挂载点目录

-l：表示解除正在繁忙的文件系统
-f：表示强制

（二）自动挂载

1、/etc/fstab 配置文件
1）、包含需要开机后自动挂载的文件系统记录

vim 　 /etc/fstab
…//省略部分内容
/dev/sdb1 　 /sdb01 　　 　xfs 　 　　　dafaults 　 0 　 0
#分区　　　 挂载点 　　 文件系统类型

2、设置文件系统的自动挂载
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
/dev/sdb1 /opt xfs defaults 0 0
/dev/sr0 /mnt iso9660 defaults 0 0

第1字段：设备名或设备卷标名。
第2字段：文件系统的挂载点目录的位置。
第3字段：文件系统类型,如xfs, swap等。
第4字段：挂载参数，即mount命令"-0"选项后可使用的参数。例如, defaults (默认参数)、w (可读写)、ro (只读)、noexec (禁用执行程序)。
第5字段：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。
第6字段：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。根分区可设为1,其他分区设为2