磁盘管理与LVM

一、磁盘结构及分区表示

1.硬盘基础

硬盘(Hard Disk Drive，简称 HDD)是计算机常用的存储设备之一。

硬盘的结构

(1)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)数据结构
扇区:磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是硬盘的扇区(Sector)。硬盘的第扇区，叫做引导扇区。

磁道:当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹,些圆形轨迹就叫做磁道(Track)。

柱面:在有多个盘片构成的盘组中，由不同盘片的面，但处于同一半径圆的多个磁道组成的一个圆面(Cylinder)。

(3)存储容量
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。

可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域，用 fdisk-l 查看分区信息

硬盘的接口

硬盘按数据接口不同，大致分为ATA(IDE)和SATA以及SCSI和 SAS，接口速度不是实际硬盘数据传输的速度。

ATA，全称 Advanced Technology Attachment，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，全称 Serial ATA，抗干扰性强，支持热插拔等功能，速度快，纠错能力强。

SCSI，全称是 Small Computer System Interface(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(Serial Attached SCSI)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。

磁盘分区表示

1.MBR

MBR 是主引导记录(Master Boot Record)，位于硬盘第一个物理扇区处，MBR 中包含硬盘的主引程序和硬盘分区表。分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16个字节。

2.磁盘分区的表示

常见的硬盘可以划分为主分区、扩展分区和逻辑分区，通常情况下主分区只有四个，而扩展分区可以看成是一个特殊的主分区类型，在扩展分区中可以建立逻辑分区。主分区一般用来安装操作系统，扩展分x则多用来存储文件数据。
Linux 内核读取光驱、硬盘等资源时均通过“设备文件”的形式进行，因此在 Linux 系统中，将硬盘和分区分别表示为不同的文件。具体表述形式如下

硬盘:对于 IDE 接口的硬盘设备，表示为“hdx”形式的文件名;而对于 SCSI 接口的硬盘设备,则表示为“sdX”形式的文件名。其中“X”可以为 a、b、c、d 等字母序号。例如，将系统中的第1个IDE 设备(硬盘)表示为“hda”，将第2个SCSI 设备表示为“sdb”

分区:表示分区时，以硬盘设备的文件名作为基础，在后边添加该分区(无论主分区、扩展分区、逻辑分区)对应的数字序号即可。例如，第1个IDE 硬盘中的第 1 个分区表示为“hda1”第 2个分区表示为“hda2”，第 2个 SCSI 硬盘中的第 3 个分区表示为“sdb3”、第 5 个分区表示为“sdb5”

3.linux中使用的文件系统类型

文件系统(File System)类型决定了向分区中存放、读取文件数据的方式和效率，在对分区进行格式化时需要选择所使用的文件系统类型

在Linux系统中，最常使用的文件系统主要包括以下几种格式

XFS:是一种高性能的日志文件系统，特别擅长于处理大文件，可支持上百万 T 字节的存储空间由于 XFS文件系统开启日志功能，所以即便发生宕机也不怕数据遭到破坏，这种文件系统可以根据日志记录在短时间内进行数据恢复。

SWAP:交换文件系统，用于为Linux 系统建立交换分区。交换分区的作用相当于虚拟内存，能够在一定程度上缓解物理内存不足的问题。一般建议将交换分区的大小设置为物理内存的 1.5~2 倍。例如，对于拥有 512MB 物理内存的主机，其交换分区的大小建议设置为 1024MB。如果服务器的物理内存足够大(如 8GB 以上)，也可以不设置交换分区。交换分区不用于直接存储用户的文件和目录等数据。

EXT4:第4代扩展文件系统，用于存放文件和目录数据的分区，是Linux 系统中默认使用的文件系统(Cent0s7默认使用 XFS)。EXT4 是典型的日志型文件系统，其特点是保存有磁盘存取记录的日志数据，便于恢复，在存取性能和稳定性方面更加出色。Linux 系统还广泛支持其他名种类型的文件系统，如JFS、FAT16、FAT32、NTFS等

管理磁盘及分区

fdisk 磁盘及分区管理工具，fdisk 是大多数 Linux 操作系统中自带的基本工具之一

检测并确认新硬盘

挂接好新的硬盘设备并启动主机后，Linux 操作系统会自动检测并加载该硬盘，无须额外安装驱动。执行“fdisk -l”命令可以査看、确认新增硬盘的设备名称和位置。“fdisk-l”命令的作用是列出当前系统中所有硬盘设备及其分区的信息，具体操作如下:

新添磁盘/dev/sda

通过列表的方式输出以下信息

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(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。83 表示Linux中的XFS分区或 EXT4 分区、8e 表示 LVM 逻辑卷

System:分区类型。

规划硬盘中的分区

在硬盘设备中创建、删除、更改分区等操作同样通过 fdisk 命令进行

1.“p” 指令——列出硬盘中的分区情况

使用“p”指令可以列出详细的分区情况，信息显示的格式与执行“fdisk -l”命令相同。