磁盘管理和文件系统

Posted 2021-06-17 小笼包不是汤包

目录

• 一、磁盘基础
  • （1）硬盘的物理结构：
  • （2）硬盘的数据结构：
  • （3）磁盘存储容量公式
  • （4）定位方式
  • （5）磁盘接口类型
  • （6）MBR与磁盘分区表示
  • （7）磁盘分区结构
  • （8）文件系统类型
• 二、检测并确认新硬盘
• 三、规划硬盘中的分区
• 四、创建文件系统
  • 4.1、创建文件系统（格式化）：mkfs
  • 4.2、创建交换文件系统：mkswap
• 五、挂载、卸载文件系统
  • 5.1、挂载文件系统、ISO镜像到指定文件夹：mount
  • 5.2、卸载已挂载的文件系统
  • 5.3、查看磁盘挂载情况：直接用mount+分区设备 或者 用df + [选项]
• 六、设置文件系统自动挂载：/etc/fstab配置文件
  • 6.1、/etc/fstab配置文件
  • 6.2、在fstab中六个字段的含义

一、磁盘基础

（1）硬盘的物理结构：

盘头：硬盘有多个盘片，每盘片2面
磁头：每面一个磁头

（2）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
的最小储存单位。
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

（3）磁盘存储容量公式

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）

（4）定位方式

可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域

（5）磁盘接口类型

IDE：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：抗干扰性强，支持热插拔等功能，速度快，纠错能力强。
SCSI：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：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。
光纤通道

（6）MBR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
磁盘分区结
举例：如/dev/hda5

Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件/ dev / sdb5
sd表示scSI设备,hd表示IDE设备硬盘的顺序号，以字母a、b、c......表示
分区的顺序号，以数字1、2、3.....表示。主分区从1-4，第一个逻辑分区始终从5开始。

（7）磁盘分区结构

硬盘中的主分区数只有四个
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

（8）文件系统类型

1、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，特别擅长于处理大文件，可支持上百万TB的存储空间。
③CentOS 7系统中默认使用的文件系统
2、SWAP，交换文件系统
①为Linux系统建立交换分区（相当虚拟内存，硬盘内存之间相互转换）
②一般设置为物理内存的1.5~2倍
3、Linux支持的其他文件系统类型
EXT4、FAT32、NTFS、LVM

二、检测并确认新硬盘

fdisk命令——查看或管理磁盘分区
fdisk -l 【磁盘设备】
或
fdisk 【磁盘设备】

七个字段：
Device（设备）：分区的设备文件名
Boot：是否引导分区，若是则有“*”标识
Start：该分区在硬盘的起始位置（柱面数）
End：该分区在硬盘中的结束位置（柱面数）
Blocks：分区的大小，以Block（块）为单位，默认的块大小为1024字节
ID：分区对应的系统ID号
system:分区类型

三、规划硬盘中的分区

fdisk [磁盘设备]

在交互模式中常用的指令：
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
-->p 主分区、 e 扩展分区 、 l 逻辑分区
-->设置分区：1 （主分区范围1-4，逻辑分区从5开始）
-->设置柱面序列：直接回车键接受默认值
-->设置分区大小：+20G （此处指定大小为20G，若按回车则接收默认值表示所有空间）
-->w（保存分区并退出）

四、创建文件系统

4.1、创建文件系统（格式化）：mkfs

mkfs -t 文件系统类型 分区设备
mkfs.文件系统类型 分区设备

4.2、创建交换文件系统：mkswap

1、格式
mkswap 分区设备
2、示例
创建交换分区之前，目标分区应先通过 fdisk 工具将分区类型号设置为 82
fdisk /dev/sdb
--->t
--->5(分区号)
--->82（设置类型为swap）
mkswap /dev/sdb5
swapon /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
free -m #查看总的swap状态信息

五、挂载、卸载文件系统

5.1、挂载文件系统、ISO镜像到指定文件夹：mount

mount [-t类型] 存储类型 挂载点目录
mount -o loop ISO镜像文件 挂载点目录

-t：用于指定文件的系统类型，通常可以自动省略，系统自动识别
-o：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

5.2、卸载已挂载的文件系统

umount 存储设备位置
umount 挂载点目录

卸载前提：挂载的设备或目录没有在被使用中，要先退出挂载目录
可加入参数-lf，强制卸载挂载

5.3、查看磁盘挂载情况：直接用mount+分区设备 或者 用df + [选项]

mount -h 显示分区的容量单位
mount -T 显示文件的系统类型
mount -i 显示分区的inode号码数量

六、设置文件系统自动挂载：/etc/fstab配置文件

6.1、/etc/fstab配置文件

/etc/fstab配置文件包含了开机后需要自动挂载的文件系统记录。
 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

6.2、在fstab中六个字段的含义

一：分区名或设备卷标名
二：文件系统的挂载点目录的位置
三：文件系统类型，如xfs，swap等
四：挂载参数，即mount命令“-o”选项后可以使用的参数，例如，default（默认参数），rw（可读写），ro（可读），noexec（禁止执行程序）
五：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时表示被需要，设为0时被dump忽略
六：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，根分区设为1，其他分区设为2.