Linux磁盘管理与文件系统

Linux磁盘管理与文件系统

一、磁盘结构

1. 硬盘的物理结构

盘头：硬盘有多个盘片，每盘片两面

磁头：每面一个磁头

2. 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，是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

• 硬盘存储容量=磁头数x磁道（柱面）数x每道扇区数x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、SATA、SCSI、SAS、光纤通道

  • 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。

二、MBR与磁盘分区表示

1. 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字节。
• Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件
• 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447-512字节中。
• 主启动记录（MBR）磁盘分区支持最大卷为2.2TB，每个磁盘最多有4个主分区，或3个主分区、1个扩展分区和在扩展分区里面分多个逻辑分区

例：/dev/hda5

dev:硬件设备文件所在目录

hd：表示IDE/sd表示SCSI

a：表示磁盘顺序号，a就是第一块

5：表示分区号

三、磁盘分区结构

1. 硬盘中的主分区数目只有4个
2. 主分区和扩展分区的序号限制在1~4
3. 扩展分区再分为逻辑分区
4. 逻辑分区的序号始终从5开始

四、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，可支持上百万TB的存储空间。
• CentOS 7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、FAT32、NTFS、LVM

五、检查并确认新硬盘

1. fdisk命令 查看磁盘分区

fdisk -l [磁盘设备]

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SWAP交换文件系统、8e表示LVM逻辑卷。

System：分区类型。

2. fdisk [磁盘设备] 管理磁盘分区

例：fdisk /dev/sda

交互模式常用指令：

• 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

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（Enter默认值）→→设置柱面序列：Enter默认→→设置分区大小：+20G （Enter默认表示所有空间）

（硬盘创建好记得格式化才能使用）

六、创建文件系统（格式化）

1. mkfs 创建文件系统（格式化）

格式：mkfs -t 文件系统类型 分区设备 或 mkfs. （分区类型） 分区设备

例：mkfs -t xfs /dev/sdb1

​ mkfs.xfs /dev/sdb1

2. 进行挂载

mount

格式：mount /dev/sdb1 /date

(格式化之后挂载，磁盘才能正常使用)

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+分区设备”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。

七、创建文件系统swap

1. mkswap

格式：mkswap 分区设备——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

例：fdisk /dev/sdb t 4 82

-m：代表用MB看

-g：代表用GB看

swapon 分区设备：启用设备

swapon -s：显示有几个swap分区

八、挂载、卸载文件系统

1. 挂载：mount

格式：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

2. 卸载已挂载的文件系统：umount

格式：umount 存储设备位置

​ umount 挂载点目录

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 强制卸载

3. 查看磁盘挂载情况：mount + 分区设备 或者 用df + [选项]

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

九、设置文件自动挂载

1. /etc/fstab配置文件

/etc/fstab配置文件包含了开机后需要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。

2. 六个字段

字段	说明
第1字段	分区名或设备卷标名
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"-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)
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。根分区应设为1，其他分区设为2