linux磁盘管理简概

Posted 2020-10-27

磁盘管理简概
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（1） 磁盘结构（HDD）
（2） 分区类型及工具
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（1） 磁盘结构（HDD）
设备类型：
块设备：block ，存取单位“块”，磁盘
字符设备：char ，存取单位“字符”，键盘
机械硬盘（HDD）：
Hard Disk Drive，即是传统普通硬盘，主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存 等几个部分组成。机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小，所有的磁头联在一个磁头控制器上，由磁头控制 器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。数据通过磁头由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上，也可以通过相反方式读取。硬盘为精密设备，进入硬盘的空气必须过滤

硬盘存储术语：
head ：磁头
track ：磁道
cylinder: 柱面
secotr: 扇区，512bytes（最小单位）

设备文件命名方式：
磁盘设备的设备文件命名：/dev/DEV_FILE
不同磁盘标识：a-z,aa,ab…
/dev/sda, /dev/sdb, ... /dev/sdaa,/dev/sdab...
同一设备上的不同分区：1,2, ...
/dev/sda1, /dev/sda5
HDD磁盘结构计算方式：
512bytes 64 sector数/track 1024 track数/盘面*256 head磁头数（盘面数） 8G
扇区 扇区数/磁道 磁道/盘面

( 512bytes 64 sector数/track 256 )一个柱面的大小：8M * 1024磁道 =8G
单位：B KB MB GB TB PB EB ZB YB BB NB DB

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（2） 分区类型及管理
为什么分区：
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
两种分区方式：MBR，GPT
MBR:
Master Boot Record ，使用32位表示扇区数 ， 分区不超过2T
如何分区：按柱面
0 磁道0 扇区：扇区大小，512bytes，存储MBR，分为三部分
446bytes: 存储boot loader，引导加载器
64bytes ：存储分区表，有多少个分区，每个分区从哪里开始到哪里结束，每16bytes标识一个分区，因此，一块硬盘最多只能有4个主分区
2bytes: 55AA，结束标志，前面信息的有效性标识，用4个16进制数表示55AA，表示前面510bytes是有效的。
4个主分区；3主分区+1扩展(N 个逻辑分区)
MBR分区结构
硬盘主引导记录MBR由4个部分组成
主引导程序（偏移地址0000H--0088H）：它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序。
出错信息数据区：偏移地址0089H--00E1H为出错信息， 00E2H--01BDH全为0字节。
分区表（DPT,Disk Partition Table）：含4个分区项，偏移地址01BEH--01FDH,每个分区表项长16个字节，共64字节为 分区项1、分区项2、分区项3、分区项4 ?
结束标志字：偏移地址01FE--01FF的2个字节值为结束标志 55AA
MBR硬盘分区结构图

MBR结构

MBR中DRT（分区表结构）

GPT分区
GPT:GUID（Globals Unique Identifiers）partition table 支持128个分区，使用64位，支持8Z（ 512Byte/block ）64Z （ 4096Byte/block）应用于分区超过2T ?
使用128位UUID(Universally Unique Identifier) 表示磁盘 和分区 GPT分区表自动备份在头和尾两份，并有CRC校验位 ?
UEFI (统一扩展固件接口)硬件支持GPT，使操作系统启动
EFI部分又可以分为4个区域：EFI信息区(GPT头)、分区表、GPT分区、备份区域

分区工具
列出块设备
lsblk
fdisk -l /dev/sda
cat /proc/partitions
创建分区使用工具
fdisk， gdisk，parted
fdisk：fdisk创建MBR分区，是一个交互式界面
fdisk -l /dev/sdX ——查看硬盘分区信息
fdisk /dev/sdX ——进行分区（交互式），建立分区时　
m 帮助
n 建立分区（建立分区时先选择 p主分区primary partition 或e 选择扩展分区extended，建议前3个建立逻辑分区，最后把所有空间给4扩展分区，有扩展分区可以创建多个逻辑分区。）
d 删除分区
p 显示分区信息
t 转换分区类型
a 将指定分区设置/取消 活动分区 第一位为80活动
L 查看分区类型
o 重建分区表
v 验证分区表，显示剩余没有被分区划分的扇区数量
g 创建GPT格式的分区（centos7)不推荐使用，最好用gdisk
q 退出不保存
w 退出并保存，不保存，所有的修改都不生效
gdisk创建GPT分区（用法和fdisk类似）
n创建分区时，直接从2-128进行分区，不分主分区，扩展分区
parted：高级分区操作（创建、复制、调整大小等等）实时性，小心使用，不用再w已经保存，可以直接非交互式创建分区，aix, amiga, bsd, dvh, gpt, mac, msdos, pc98, sun, loop 都能创建。（不常用）
parted选项
-h：显示帮助信息；
-i：交互式模式；
-s：脚本模式，不提示用户；
-v：显示版本号。
parted参数
设备：指定要分区的硬盘所对应的设备文件
命令：要执行的parted命令
同步分区表
查看内核是否已经识别新的分区： cat /proc/partations
centos6通知内核重新读取硬盘分区表
新增分区用 partx -a /dev/DEVICE kpartx -a /dev/DEVICE -f: force
删除分区用 partx -d --nr M-N /dev/DEVICE
CentOS 5，7: 使用partprobe partprobe [/dev/DEVICE]