磁盘管理与文件系统

一、磁盘结构

 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
                                                   

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，由同一半径圆的多个 磁道组成

PS：

每个扇区存放512字节，一个block块有多个扇区组成

• 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、 SATA、 SCSI、 SAS、 光纤通道

• 磁盘接口：IDE、SATA、SCSI、SAS、光纤通道

• sd表示SCSI设备 hd表示IDE设备

二、MBR与磁盘分区

MBR(Master Boot Record)主引导记录

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

        /dev/hda5

        /dev/: 硬件设备文件所在的目录                  

        hd：表示IDE设备                ##sd表示SCSI设备

        a：硬盘的顺序号，以字母a、b、C.....表示

        5：分区的顺序号，以数字 123......表示

PS：

MBR位于硬盘第一个物理扇区处，包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表共有:1-2047字节

磁盘分区表有64字节，分为4个主分区，每个16字节

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 

三、创建磁盘分区

创建分区步骤

n：创建分区

p主分区、e扩展分区、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）

w：保存并退出

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。partprobe /dev/sdb

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-txfs /dev/sdb1        [新建的设备文件]

mkfs.xfs /dev/sdb1

fdisk -l：查看当前磁盘情况

四、文件系统类型

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。

        • Centos7系统中默认使用的文件系统

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

Linux支持的其它文件系统类型

        • EXT4、FAT32、NTFS、LVM

PS:

swap（交换分区）：内存空间饱和时，将自身空间分给内存使用。

（默写）其他文件系统类型：EXT4、FAT32、NTFS、LVM

五、磁盘分区挂载

（磁盘必须分区、格式化、添加文件系统识别才可以得到可以使用的设备文件）

1、创建分区

fdisk /dev/sdb（进行磁盘分区，操作对象为磁盘sdb）

##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

##创建分区步骤

n                          ##新建分区

p                          ##p 主分区、e 扩展分区、l 逻辑分区

1                         ##设置分区： （范围1-4，如按 Enter 键接受默认值）

按 Enter 键         ##设置柱面序列: 直接按 Enter 键接受默认值

+20G                  ##设置分区大小: （指定大小为 20GB，如按 Enter 键接受默认值表示所有空间）

w                        ##（保存退出）

2、制作可用设备文件

mkfs.xfs /dev/sdb1 或者 mkfs -t xfs /dev/sdb1       ## 使用.xfs文件系统格式化和定义设备文件类型

3、将设备文件挂载给目录

mkdir /abc ##创建挂载目录 mount /dev/sdb1 /abc ##将磁盘分区挂载到目录/abc

df -hT ##查看是否挂载完成

六、创建交换文件系统

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
5
82
mkswap /dev/sdb5
swap on /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状态信息
free -m                         #查看总的swap状态信息

1、通过fdisk工具将分区类型ID号设为82

fdisk /dev/sdb ##（进行磁盘分区，操作对象为磁盘sdb）

t ##t：变更分区的类型

5 ##设置分区：

82 ##将分区类型ID号设为82

mkswap /dev/sdb5

## 使用swap文件系统格式化和定义设备文件类型

swap on /dev/sdb5

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
-0：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

mount /dev/cdrom /mnt

mount /dev/sdb1 /opt

mount -o loop CentOS-7-86_64-DVD-1611.iso /media/mnt

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

-lf：强制卸载

查看磁盘挂载情况
1.直接mount命令
2.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
查看设备的UUID和文件系统类型
blkid        [设备]

七、永久挂载

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

ps：mount -a ：挂载刷新

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。

PS：

free -m #查询 内存与swap交换分区的使用率命令，通常来说，在排错时，会用到

swap -a：关闭        

swapput output uname -l：内核版本

iostat #查看磁盘读写性能