磁盘管理

Posted 2020-08-21

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了磁盘管理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

数据的存储总是需要一个载体，这个载体就是我们通常说的硬盘，硬盘它的构造就是一个不停在转的磁块，一个不停转的磁块是怎么存储数据的，为什么这个磁块需要不停的转动，并且我们日常购买磁盘，都希望磁盘的转速越快越好，这一切都取决于磁盘的存储数据的原理。目前市面上稍微高端一点的电脑全部都使用SSD，这种新磁盘为什么拥有那么好的性能。

一磁盘

磁盘存储数据是把一个可以存储磁属性的东西赋予正负属性，多个正负组合在一起代表一个数据。工业中把磁盘分成如下图的样子

上图就是工业上划分磁盘的标准，首先把磁盘划分为一圈圈的磁道，然后把磁道分为一个个扇区，每个扇区存储512B数据。当今的磁盘一般不是一个盘片的硬盘，一般都是多个盘片，并且正反盘面都存储数据。

上图就是一个三盘片的磁盘，并且有六个磁头，磁头统一固定在一个可以转动的磁臂上。前面我们把磁盘分为一个个磁道，就是通过磁臂转动选择磁道。当读数据的时候，磁臂转到对应的磁道，然后确定在哪个磁头上的哪个扇区，这时就需要看磁盘的转速了，磁盘的转动速度越快，寻找扇区的速度越快。一个磁盘可以存储数据的大小=磁头数*磁道数*扇区数*512B。

二磁盘使用

磁盘使用分为两个部分，一是磁盘管理，分区类型有mbr和gpt；二是文件系统管理，主要是在磁盘原本的存储结构上进一步划分，使得操作系统可以高效的利用磁盘。

1 磁盘分区类型

磁盘使用的时候总是需要了解磁盘信息，有时还需要把磁盘分为多个块使用，分块很有必要性，分块使用磁盘可以把不同的数据分开存放，这个分开存放比在同一个分区下把文件放在不同的目录要安全很多，比如数据文件比操作系统文件重要很多，分区后即使操作系统崩溃也不会导致数据的丢失。因为以上等等需求，使用磁盘前先规划记录磁盘信息变得尤其重要。

Mbr分区类型使用硬盘的0磁道的0扇区记录整个磁盘的信息。前644个字节存放磁盘的引导信息；然后64个字节存放分区信息，磁盘最多可以分4个主分区，也可以把最后一个分区更改为扩展分区，在扩展分区内继续分区。

gpt分区类型使用0磁道的前34个扇区存放信息，最多可以分128个分区，并且每个分区情况都会有一个备份。

分区查看

df                  显示当前系统已经挂载各磁盘分区的大小和使用率，-h以易读的格式显示分区的大小。
lsblk                显示分区的大小
fdisk –l /device          显示某个硬盘的信息

磁盘分区

mbr分区命令

fdisk /device           这是交互式的命令，也可以通过接受<<eof获取参数
       m           获取帮助
       p           打印分区情况
       n           创建分区
       t           修改分区类型
gpt分区命令
gdisk /device           和fdisk的使用方式差不多

2 文件系统管理

仅对磁盘进行分区是完全不能满足我们的需求，操作系统管理文件需要更加具有规范的格式，这样才可以高效调用文件查询文件。

下图就是一个完整的从磁盘到操作系统管理数据的格式。

文件系统类型

Windows的文件系统的类型：ntfs，vfat

Linux：ext#，xfs，brtfs

ext3开始之后文件系统具有日志功能

Unix：。。。

网络文件系统：nfs，b2fs

分布式文件系统：chp。。。

文件系统创建

 mkfs.{ext#|xfs|brtfs}[option]
      -b   {1024|2048|4096}       指定block的大小
      -L   label                指定lable
      -U  uuid                  指定uuid
      -m  #               指定预留空间百分比
      -i                       指定inode比例，每多少空间创造一个inode
      -I                 指定inode的大小
      -N                 指定inode的熟练
       -O  [^|]
         acl              文件系统默认挂载后是否有acl权限
         sync             实时同步，系统性能会变得特别差
             async
             exec              目录下的文件不许执行

查看和修改

blkid      device          显示分区的uuid和lable信息
       tune2fs [option] /device/part
              -l           列出分区的超级块信息
              -L          指定lable信息
              -U         指定uuid
              -o          指定挂载选项
              -m         指定预留空间大小

3 Swap分区

swap分区类似windows里的虚拟内存，作用就是虚拟内存使用硬盘模拟内存，内存不够的时候把数据暂存入此处。

   mkswap  /device/part             把格式化为swap分区
   swapon [-p] /device/part       激活分区，-p指定使用的优先级
   swapoff

三文件系统的使用

1 挂载和卸载分区

mount [option]/device/part
   -o          指定挂载选项
     acl
     sync
     exec
     remount
   -a          重读/etc/fstab文件
umount[/device/part|/dir]           卸载目录
Fuser     
    -v [/device/part |/dir]       查看某目录或文件正在使用的人
  -km[/device/part|/dir]        踢出人

2 fstab

/etc/fstab这里主要是定义操作系统开机时挂载设备的选项

/etc/fstab的格式

/device/part /dir filetyp option 0 0

第一个字段是设备的路径或者uuid或者lable

第二个字段是挂载的命录

第三个字段是文件系统类型

第四个字段是挂载选项

第五个字段是转储频率

第六个字段是自检顺序

四外围设备

添加设备文件

mknod[选项]... 名称类型 [主设备号次设备号]

光驱

eject

五直接操作磁盘数据

dd if=source of=direct   bs=block skip= seek= conv=conversion
    of=file 写到所命名的文件而不是到标准输出
    if=file 从所命名文件读取而不是从标准输入
    bs=size 指定块大小（既是是ibs也是obs)
    ibs=size 一次读size个byte
    obs=size 一次写size个byte
    cbs=size 一次转化size个byte
    skip=blocks 从开头忽略blocks个ibs大小的块
    seek=blocks 从开头忽略blocks个obs大小的块
    count=n 只拷贝n个记录
    conv=conversion[,conversion...] 用指定的参数转换文件
    转换参数:
    ascii 转换 EBCDIC 为 ASCII
    ebcdic 转换 ASCII 为 EBCDIC
    block 转换一行数据为长度为 cbs 的记录，不足部分用空格填充。
    unblock 替代cbs长度的每一行尾的空格为新行
    lcase 把大写字符转换为小写字符
    ucase 把小写字符转换为大写字符
    nocreat 不创建输出文件
    noerror 出错时不停止
    notrunc 不截短输出文件
    sync 把每个输入块填充到ibs个字节，不足部分用空(NUL)字符补齐