磁盘管理和文件系统

一、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:(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,SASI硬盘广为工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:为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的,它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。特性:热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大

磁盘结构.jfif

二、MBR与磁盘分区的表示

主引导记录(MBR:Master Boot Record)

NBR是主引导记录,位于硬盘第一个物理扇区处,NMBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表。NBR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(NBR)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。

  • 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

磁盘分区结构

"查看磁盘分区------- > fdisk -1 [磁盘设备]"

  • 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

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三、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
  • 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

四、检测并确认新硬盘

Ⅰ、fdisk命令

1.查看或管理磁盘分区“

 fdisk -l [磁盘设备]
 或
 fdisk  [磁盘设备]

2.管理磁盘分区

fdisk /dev/sdb

3.七个字段

磁盘管理1.png

字段 说明
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。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

4.交互模式中的常用指令

  • m:获取帮助菜单
  • p:新建分区
  • n:查看当前分区情况
  • d:删除分区
  • t:变更分区的类型
  • w:保存分区操作并退出
  • q:不保存分区操作并退出

5.操作

n
 -->p主分区、e扩展分区、l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 

变更磁盘(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

五、创建文件系统

Ⅰ、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

例如:

磁盘管理2.png

Ⅱ、创建交换文件系统:mkswap

mkswap 分区设备

例如:

[root@localhost yan]# mkswap ldevlsdb5
[root@localhost yan]# cat /proclmeminfo | grep SwapTotalSwapTotal: 8257532 kB
[root@localhost yan]# swapon ldevlsdb5
[root@localhost yan]# cat /proclmeminfo [ grep SwapTotalSwapTotal:10354680 kB
[root@localhost yan]#swapoff /dev/sdb5
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

六、挂载、卸载文件系统

Ⅰ、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 lSO镜像文件 挂载点目录

查看磁盘使用情况:直接使用mount命令

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

Ⅱ、umount命令

卸载已挂载的文件系统

umount  存储设备位置
umount  挂载点目录

七、设置文件系统的自动挂载

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。

/etc/fstab配置文件

  • 包含需要开机后自动挂载的文件系统记录

    [root@localhost~]# vi letc/fstab
  • .....//省略部分内容

    /dev/sdb1  /mailbox       xfs defaults 0 0
第一字段 分区名或设备卷标名
第二字段 文件系统的挂载点目录的位置
第三字段 文件系统类型,如xfs、swap等
第四字段 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)
第五字段 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
第六字段 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。根分区应设为1,其他分区设为2

若出现无法解挂的现象,按照以下方法

fuser-mv f data
或
lsof +d idata

umount -lf fdata

磁盘管理3.png
磁盘管理4.png