一、磁盘基础

1、磁盘结构

(1)、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

    (2)、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细成

==可以用柱面、磁头、扇区来唯一定位磁盘上每一个区域==
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磁盘结构

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(3)、硬盘存储容量

容量=磁头数×磁道(柱面)数×每道扇区数×每扇区字节数(512字节)

(4)、磁盘接口类型

==常见的磁盘接口类型:==
磁盘接口类型 说明
IDE 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,SCSI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。
光纤通道 光纤通道磁盘大大提高了多磁盘系统的通信速度。热插拔、高度宽带、远程连接、连接设备数量大是光纤通道的主要特性。

2、MBR和磁盘分区

(1)、主引导区域(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
MBR总共512字节,前466字节是主引导记录,分区表保存在MBR扇区中的第477-510字节中
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
/dev/sdb5中的sdb5
sd 表示SCSI设备(常用) hd 表示IDE设备
硬盘的顺序号,以字母a、b、c……表示
分区的顺序号,以数字1、2、3……表示。主分区从1-4,第一个逻辑分区始终从5开始。

(2)、磁盘分区结构

==硬盘中的主分区数目只有4个==
主分区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)磁盘分区支持最大卷为2.2TB,大于2.2T会用到patede;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)。

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磁盘分区结构

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二、文件系统

1、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)、交换文件系统 —— SWAP

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

2、查看并管理磁盘分区 —— fdisk

  • 查看磁盘分区
    ==命令格式:==

    fdisk -l [磁盘设备]
    或fdisk [磁盘设备]

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查看磁盘分区

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  • 管理磁盘分区
    ==命令格式:==

    fdisk /dev/sdb

==交互模式中的常用指令:==
指令 说明
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
q 不保存分区操作并退出
创建分区的具体步骤:
fdisk /dev/sdb
--> n 新建分区
--> 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,表示分配所有内存)
--> 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 保存保存分区操作并退出
变更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。

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磁盘的分区管理

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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。交换分区是82
System:分区类型。

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3.创建文件系统(格式化)—— mkfs

==命令格式:==

mkfs -t 文件系统类型 分区设备
mkfs.文件系统类型 分区设备

mkfs -t xfs /dev/sdb1
mkfs.xfs /dev/ sdbl

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格式化操作

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4、创建交换文件系统 —— mkswap

==命令格式:==

mkswap 分区设备

创建交换文件系统的步骤:
创建swap之前,目标分区应先通过fdisk 工具将分区类型ID 号设为 82
fdisk /dev/sdb
-->t
-->5
-->82
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状态信息)
free -m             (查看总的swap状态信息)

5、挂载、卸载文件系统 —— mount、umount

==挂载前提:需先格式化==

(1)、挂载文件系统、ISO镜像到指定文件夹

==命令格式:==

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
-t:用于指定文件系统类型,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

(2)、卸载已挂载的文件系统

==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==
==命令格式:==

umount [-lf] 存储设备目录或者挂载点目录
-l 表示解除正在繁忙的文件系统
-f 表示强制

查看磁盘使用情况
1.直接 mount 命令

  1. 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

6、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。==
==设置文件系统的自动挂载的步骤:==

vim /etc/fstab
/dev/sdb1 /opt xfs defaults 0 0
/dev/sr0 /mnt iso9660 defaults 0 0

第1字段:设备名或设备卷标名。(分区)
第2字段:文件系统的挂载点目录的位置。(挂载点)
第3字段:文件系统类型,如 xfs、swap 等。(文件系统类型)
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)。(挂载参数)
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。(备份)
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。根分区应设为 1,其他分区设为 2。(磁盘检查顺序)
输入后正确的格式,wq后重启,写入的两个挂载,会在重启时自动挂载。