磁盘管理与文件系统

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一、磁盘基础

1.1磁盘结构

磁盘的物理结构
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

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×磁道(柱面）数×每道扇区数每扇区字节数

可以用 柱面 /磁头 /扇区 来唯一定位磁盘上每一个区域

磁盘接口类型：
IDE：133MB/s，并行接口，早期家用电脑
SATA：640MB/s，并行接口，早期服务器
SCSI：6Gbps，SATA数据端口与电源端口是分开的，即需要两条线，一条数据线，一条电源线
SAS：6Gbps，SAS是一整条线，数据端口与电源端口是一体化的，SAS中是包含供电线的，而SATA中不包含供电线。SATA标准其实是SAS标准的一个子集，二者可以兼容，SATA硬盘可以插入SAS主板上，反之不行
光纤通道：光纤接口

1.2 硬盘分区

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，扩展分区则多用来存储文件数据
MBR：Master Boot Record，1982年，使用32位表示扇区数，分区不超过2T

为什么分区（分区的好处是什么？）：
优化I/O性能
实现磁盘空间配额限制
提高修复速度
隔离系统和程序
安装多个OS
采用不同文件系统

1.3MBR与磁盘分区表示

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

1.4 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
口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

1.5 文件系统类型

XFS文件系统
1.存放文件和目录数据的分区
2.高性能的日志型文件系统
3.CentOS 7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

Linux支持的其它文件系统类型
1.FAT16、FAT32、NTFS
2.EXT4、JFS…

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1024NB。如果服务器的物理内存足够大〈如8GB 以上）

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(Centos 7 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各种类型的文件系统