Linux磁盘管理

磁盘管理

Linux 系统一切以文件的方式存储于硬盘，应用程序数据需要时刻读写硬盘，所以企业
生产环境中对硬盘的操作变得尤为重要，对硬盘的维护和管理也是每个运维工程师必备工作
之一。本节介绍硬盘简介、硬盘数据存储方式、如何在企业生产服务器添加硬盘、对硬
盘进行分区、初始化以及对硬盘进行故障修复等

1、计算机硬盘简介

硬盘是计算机主要存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成，碟片外覆盖有铁磁性材料，硬盘内部由磁道、柱面、扇区、磁头等部件组成，如图：

Linux 系统中硬件设备相关配置文件存放在/dev/下，常见硬盘命名：/dev/hda、/dev/sda、
/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/vda。不同硬盘接口，在系统中识别的设备名称不一样。IDE 硬盘接口在 Linux 中设备名为/dev/hda，SAS、SCSI、SATA 硬盘接口在 Linux 中设备名为 sda，高效云盘硬盘接口会识别为/dev/vda 等。
文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做 Sector（扇区），每个 Sector 储存 512 字节。操作系统在读取硬盘的时候，不会逐个 Sector 的去读取，这样效率非常低，为了提升读取效率，操作系统会一次性连续读取多个 Sector，即一次性读取多个 Sector 称为一个 Block（块）。由多个 Sector 组成的 Block 是文件存取的最小单位。Block 的大小常见的有 1KB、2KB、4KB，Block 在 Linux 中常设置为 4KB，即连续八个 Sector 组成一个 Block。
/boot 分区 Block 一般为 1KB，而/data/分区或者/分区的 Block 为 4K。可以通过如下三种方法查看 Linux 分区的 Block 大小：
1、dumpe2fs /dev/sda1 |grep “Block size”
2、tune2fs -l /dev/sda1 |grep “Block size”
3、stat /boot/|grep “IO Block”
例如创建一个普通文件，文件大小为 10Bytes，而默认设置 Block 为 4K，如果有 1 万个小文件，由于每个 Block 只能存放一个文件，如果文件的大小比 Block 大，会申请更多的Block，相反如果文件的大小比默认 Block 小，仍会占用一个 Block，这样剩余的空间会被浪
费掉。
1 万个文件理论只占用空间大小：10000x10=100000Bytes=97.65625MBytes；1 万个文件真实占用空间大小：10000x4096Bytes=40960000Bytes=40000MBytes=40GB。根据企业实际需求，此时可以将 Block 设置为 1K，从而节省更多的空间。

2、硬盘 Block 及 Inode 详解

通常而言，操作系统对于文件数据的存放包括两个部分：文件内容、权限及文件属性。操作系统文件存放是基于文件系统，文件系统会将文件的实际内容存储到 Block 中，而将权限与属性等信息存放至 Inode 中。
Superblock：记录文件系统的整体信息，包括 inode 与 block 的总量、使用大小、剩余大小，以及文件系统的格式与相关信息等；
Inode：记录文件的属性，权限，同时会记录该文件的数据所在的 block 编号；
Block：存储文件的内容，如果文件超过默认 Block 大小，会自动占用多个 Block。
因为每个 inode 与 block 都有编号，而每个文件都会占用一个inode ，inode 内则有文件数据放置的 block 号码。如果能够找到文件的 inode，就可以找到该文件所放置数据的block 号码，从而读取该文件内容。
操作系统进行格式化分区时，操作系统自动将硬盘分成两个区域。一个是数据 Block 区，用于存放文件数据；另一个是 Inode Table 区，用于存放 inode 包含的元信息。每个