28、磁盘与文件系统管理指南

磁盘与文件系统管理指南

1. 磁盘存储基础

在现代操作系统中，操作系统、应用程序和数据都需要永久存储，传统上由计算机的硬盘提供这种存储。为了组织硬盘上的信息，硬盘通常会被划分为分区，大多数分区会被赋予一种称为文件系统的结构。

在安装操作系统时，磁盘会被划分为一个或多个分区，每个分区都会用文件系统进行格式化。在 Linux 中，有些分区可能会被专门格式化为交换区或逻辑卷管理器（LVM）物理卷等元素。磁盘用于永久存储，而随机存取存储器（RAM）和交换分区用于临时存储。例如，当运行一个命令时，该命令会从硬盘复制到 RAM 中，以便计算机处理器（CPU）能更快地访问它。

CPU 从 RAM 中访问数据的速度比从硬盘中快得多，尽管固态硬盘（SSD）在性能上越来越接近 RAM 而优于传统硬盘（HDD）。但磁盘通常比 RAM 大得多，RAM 更昂贵，并且计算机重启时 RAM 中的数据会被清除。可以将办公室比喻为 RAM 和磁盘，磁盘就像一个文件柜，用于存储所需的信息文件夹；RAM 就像桌面，在使用文件时将其放在桌面上，不用时再放回文件柜。

如果运行过多进程或某个进程不释放未使用的内存（称为“内存泄漏”）导致 RAM 填满，新进程将无法运行，除非系统能找到扩展系统内存的方法，这就是交换区发挥作用的地方。交换空间是硬盘上的交换分区或交换文件，计算机可以将当前未使用的 RAM 数据“交换出去”，需要时再“交换回来”。虽然最好不要超过 RAM 的容量（交换数据时性能会受到影响），但交换数据总比进程直接失败要好。

另一种特殊分区是逻辑卷管理器（LVM）物理卷。LVM 物理卷使你能够创建称为卷组的存储池，从这些卷组中，你在扩展和收缩逻辑卷方面比直接调整磁盘分区具有更