磁盘管理与文件系统

目录：

一、磁盘基础

1、磁盘结构

2、MBR与磁盘分区结构

3、磁盘分区结构

二、文件系统类型

1、XFS文件系统

2、swap、交换文件系统

三、命令合集

 

1、检测并确认新硬盘

2、规划硬盘中的分区

3、创建文件系统

4、挂载、卸载文件系统

5、卸载已挂载的文件系统

6、查看磁盘的使用情况

7、设置文件的自动挂载

 

 

 

 

 

一、磁盘基础

1、磁盘结构

硬盘的物理结构

●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，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

 

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）

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、SATA、SCSI、SAS、光纤通道

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，SCST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。

2、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

 

 

3、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
• 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

 

• 主启动记录(MBR) 磁盘分区
MBR是主引导记录，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。MBR总共512字节，前446字节是主引导记录，分区表保存在MBR扇区中的第447-510字节中。分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16字节

• 主启动记录(MBR)磁盘分区支持最大卷为2.2TB，每个磁盘最多有4个主分区，或3个主分区、1个扩展分区和在扩展分区里面分多个逻辑分区

补充：

• 一般来说有两种分区方式 ：MBR和GPT

• GPT格式，打破了MBR的限制，可以设置多达128个分区，分区的大小根据操作系统的不同有所变化，支持高达 18EB (1EB=1024PB，1PB=1024TB) 的卷大小

与 MBR 分区的磁盘不同，GPT的分区信息是在分区中，而不象MBR一样在主引导扇区。为保护GPT不受MBR类磁盘管理软件的危害，GPT在主引导扇区建立了一个保护分区 (Protective MBR)的MBR分区表，这种分区的类型标识为0xEE，这个保护分区的大小在Windows下为128MB，Mac OS X下为200MB，在Window磁盘管理器里名为GPT保护分区，可让MBR类磁盘管理软件把GPT看成一个未知格式的分区，而不是错误地当成一个未分区的磁盘

二、文件系统类型

1、XFS文件系统

●存放文件和目录数据的分区

●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。

●CentOS 7系统中默认使用的文件系统

2、SWAP，交换文件系统

• 为 Linux 系统建立交换分区
• —般设置为物理内存的 1.5～2 倍

Linux支持的其它文件系统类型：

 

          EXT4、FAT32、NTFS、LVM

三、命令合集

1、检测并确认新硬盘

fdisk命令

●查看或管理磁盘分区 fdisk -I 【磁盘设备】或

fdisk 【磁盘设备】

■交互模式中的常用指令

●m、p、n、d、t、w、q

 

 

2、查看磁盘分区

fdisk -l 【磁盘设备】

• Device （设备）∶ 分区的设备文件名称。
• Boot∶ 是否是引导分区。若是，则有"*"标识。
• Start∶ 该分区在硬盘中的起始位置 （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 Blocks（块）为单位，默认的块大小为 1024 字节。
• Id∶ 分区对应的系统 ID 号。例如，83表示Linux中的XFS分区或EXT4分区、8e表示LVM逻辑卷。
• System∶ 分区类型。

 3、管理磁盘分区

fdisk /dev/sdb

交互模式中的常用指令∶

• 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∶ 变更分区的类型
• w∶ 保存分区操作并退出不保存分区操作并退出

 

 

 

 

创建分区步骤

--> p 主分区、e 扩展分区、1 逻辑分区

    --> 设置分区∶ 1 （范围1-4，如按 Enter 键接受默认值）

         --> 设置柱面序列∶ 直接按 Enter 键接受默认值

              --> 设置分区大小∶ +20G （指定大小为 20GB，如按 Enter 键接受默认值表示所有空间）

                   -->W

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。

3、创建文件系统

mkfs命令

●Make Filesystem，创建文件系统（格式化）

mkfs -t 文件系统类型 分区设备

 

 

 

mkswap命令

●make swap，创建交换文件系统

mkswap 分区设备

 

 

 

 

4、挂载、卸载文件系统

mount命令

挂载文件系统、ISO镜像到指定文件夹

mount【-t 类型】 存储设备 挂载点目录

mount -o loop ISO镜像文件 挂载点目录

 

 

5、卸载已挂载的文件系统

umount命令

umount 存储设备位置

umount 挂载点目录

 

卸载前提∶ 挂载的设备或者目录没有被在使用中，要先退出挂载目录

umount 【-lf】 存储设备或者挂载点目录

• -l 表示解除正在繁忙的文件系统
• -f 表示强制

6、查看磁盘使用情况

1.直接 mount 命令

2. df 【选项】

• -h∶ 显示分区的容量单位
• -T∶ 显示文件系统的类型
• -i∶ 显示分区的inode号码数量

7、设置文件系统的自动挂载

/etc/fstab配置文件

●包含需要开机后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。

vim /etc/fstab

 

第1字段∶设备名或设备卷标名。

第2字段∶文件系统的挂载点目录的位置。第3字段∶文件系统类型，如 xfs、swap 等。

第4字段∶挂载参数，即mount命令"-o"选项后可使用的参数。例如，defaults（默认参数）、rw（可读写）、ro（只读）、noexec（禁用执行程序）。

第5字段∶ 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时表示需要，设为0时将被dump 忽略。

第6字段∶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。根分区可设为1，其他分区设为2。

 

blkid    #查看设备UID