linux的磁盘管理与文件系统

Posted 2021-06-18 顾向东

目录

• 一、磁盘基础
  • 1.1 磁盘结构
    • 1.1.1 硬盘的物理结构
    • 1.1.2 硬盘的数据结构
    • 1.1.3存储容量
    • 1.1.4磁盘接口类型
  • 1.2 MRB与磁盘分区表示
    • 1.2.1 主引导记录（MRB）
    • 1.2.2 磁盘分区
• 二、文件系统类型
  • 2.1 XFS文件系统
  • 2.2 SWAP，交换文件系统
  • 2.3 Linux支持的其它文件系统类型
• 三、硬盘与分区
  • 3.1 fdisk-查看/管理磁盘分区
  • 3.2 交互模式中的常用指令
  • 3.3 创建分区步骤
• 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 mount
  • 5.2 umount
  • 5.3 df
• 六、设置文件系统自动挂载：/etc/fstab

一、磁盘基础

1.1 磁盘结构

1.1.1 硬盘的物理结构

1.盘片：硬盘有多个盘片，每盘片2面
2.磁头：每面一个磁头

1.1.2 硬盘的数据结构

1.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（硬盘的第一个扇区，叫做引导扇区）
2.磁道：同一盘片不同半径的同心圆
3.柱面：不同盘片相同半径构成的圆柱面

1.1.3存储容量

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

1.1.4磁盘接口类型

1.IDE：并口数据线连接主板与硬盘，抗干扰能力太差且排线占用空间较大，不利电脑散热，已逐步被SATA取代
2.SATA ：全称是Serial ATA，抗干扰性强，支持热插热拔等功能，速度快，纠错能力强
3.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的，资料传输时CPU占用率较低，转速快，支持热插热拔等
4.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
5.光纤通道（FC）

1.2 MRB与磁盘分区表示

1.2.1 主引导记录（MRB）

1.MRB全称Master Boot Record
2.MBR位于硬盘第一个物理扇区处
3.MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表
4.MRB共512字节，前446字节是主引导记录，分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16个字节，保存在MRB扇区中的第447-510字节中
5.LINUX中将硬盘、分区等设备均表示为文件
6.MRB磁盘分区支持最大卷2.2TB，每个磁盘最多4个主分区或3个主分区、一个扩展分区和在扩展分区里面分多个逻辑分区

1.2.2 磁盘分区

1.硬件设备文件所在目录：/del/hda5
2.具体解析：
1）/del：硬件设备文件所在的目录
2）hd：表示IDE设备（sd表示SCSI设备）
3）a：硬盘的顺序号，以字母a、b、c.....表示
4）5：分区的顺序号，以数字1、2、3.....表示
3.磁盘分区结构：
1）硬盘中的主分区数目只有4个
2）主分区和扩展分区的序号限制在1-4
3）扩展分区再分为逻辑分区
4）逻辑分区的序号将始终从5开始

二、文件系统类型

2.1 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，特别擅长处理大文件，可支持上百万TB的存储空间
3.Centos 7系统中默认使用的文件系统

2.2 SWAP，交换文件系统

1.为Linux系统建立交换分区 （存放临时数据的地方）
2.交换分区相当于虚拟内存，能够在一定程度上缓解内存不足的问题
3.一般建议将交换分区的大小设置为物理内存的1.5-2倍。

2.3 Linux支持的其它文件系统类型

LVM、FAT32、NTFS、EXT4

三、硬盘与分区

3.1 fdisk-查看/管理磁盘分区

1.格式： fdisk -l [磁盘设备]或 fdisk[磁盘设备]
2.7个字段：
1）Device:分区设备名称
2）Boot:是否是引导分区，如是,则有*号
3）Start:起始位置（硬盘柱面数）
4) End:结束位置（硬盘柱面数）
5) Blocks:分区大小,以块为单位,默认块大小是1024字节
6) ID:分区对应的系统ID号,7表示NTFS格式、81表示逻辑分区、82表示SWAP、83表示EXT4、8e表示LVM逻辑卷
7) System:分区类型

3.2 交互模式中的常用指令

1.m man手册帮助
2.p 查看分区情况
3.n 创建新分区
4.d 删除分区
5.t 变更分区类型，转换格式
6.w 保存分区操作后退出
7.q 不保存退出

3.3 创建分区步骤

1.n 创建分区
2.p主分区、e扩展分区、l逻辑分区
3.设置分区：1（范围1-4，如按enter键接受默认值）
4.设置柱面序列：直接按enter键接受默认值
5.设置分区大小：+20G （指定大小为20G，如按enter键接受默认值表示所有空间）
6.w 保存退出
注：变更硬盘（特别是正在使用的硬盘）的分区设置以后，建议最好将系统重启一次，或者执行“partprobe”命令使操作系统检测新的分区表情况，以防格式化分区时损坏硬盘中已有的数据

四、创建文件系统

4.1 创建文件系统（格式化）：mkfs

1.格式：1）mkfs -t w文件系统类型 分区设备 2）mkfs .文件系统类型 分区设备
2.举例：第一步ls /sbin/mkfs* ----查看mkfs 有哪些支持的工具程序
第二步mkfs -t xfs /dev/sdb1 ----创建文件（将sdb1格式化为xfs）

4.2 创建交换文件系统：mkswap

1.格式：mkswap 分区设备
2.举例：
1）fdisk /dev/sdb，按t，按5（分区号），82（设置类型为swap）
创建交换分区之前，目标分区先通过fdisk将分区类型号设置为 82
2）mkswap /dev/sdb5 建立交换分区
3）swapon /dev/sdb5 启用新增加的交换分区
4）swapoff /dev/sdb5 停用指定的交换分区
5) swapon -s 查看每个分区的swap状态
6）free -m 查看总的swap状态信息

五、挂载、卸载文件系统

5.1 mount

1.用途:挂载文件系统、ISO镜像到指定文件夹
2.格式：1）mount [-t类型] 存储设备 挂载点目录 2）mount -o loop ISO镜像文件
3.选项：
-t：用于指定文件的系统类型，通常可以省略，由系统自动识别
-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 umount

1.用途：卸载已挂载的文件系统
2.格式：umount 存储设备位置或挂载点目录
注：1）下载前提：挂载的设备或目录没有在被使用中，要先退出挂载目录
2）可加入参数-lf，表示强制卸载

5.3 df

1.格式：df [选项] （直接用mount+分区设备）
2.常用选项：
-h：显示分区的容量单位
-T：显示文件系统的类型（ext、xfs）
-i：显示分区的inode号码数量
一般df -Th连敲

六、设置文件系统自动挂载：/etc/fstab

1./etc/fstab配置文件
1）/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。
2）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
2.六个字段
先vim /etc/fstab
字段：/dev/sdb1 /opt xfs defaults 0 0