磁盤管理與文件系統(tǒng)

• 一、磁盤管理
• • 1.1 磁盤結(jié)構(gòu)
  • 1.2 MBR與磁盤分區(qū)表示
  • • 1.2.1 MBR
    • 1.2.2 磁盤分區(qū)表示
• 二、文件系統(tǒng)
• • 2.1 文件系統(tǒng)類型
  • 2.2 檢測并確認(rèn)新硬盤
  • 2.3 管理磁盤分區(qū)
  • 2.4 創(chuàng)建文件系統(tǒng)
  • 2.5 創(chuàng)建文件系統(tǒng)swap
  • 2.6 掛載、卸載文件系統(tǒng)——mount、umount
• 三、設(shè)置文件系統(tǒng)的自動(dòng)掛載

一、磁盤管理

1.1 磁盤結(jié)構(gòu)

■磁盤的物理結(jié)構(gòu)

• 盤頭：硬盤有多個(gè)盤片，每盤片2面
• 磁頭：每面一個(gè)磁頭

■硬盤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

• 扇區(qū)：盤片被分為多個(gè)扇形區(qū)域，每個(gè)扇區(qū)存放512字節(jié)的數(shù)據(jù)，是硬盤的最小存儲(chǔ)單位
• 磁道：同一盤片不同半徑的同心圓，是由磁頭在盤片表面劃出的圓形軌跡
• 柱面：不同盤片相同半徑構(gòu)成的圓柱面，由同一半徑圓的多個(gè)磁道組成

■硬盤存儲(chǔ)容量=磁頭數(shù)x磁道（柱面）數(shù)x每道扇區(qū)數(shù)x每扇區(qū)字節(jié)數(shù)（512字節(jié)）

■可以用柱面/磁頭/扇區(qū)來唯一定位磁盤上每一個(gè)區(qū)域

■磁盤接口類型

• IDE、SATA、SCSI、SAS、光纖通道

■硬盤的接口種類

• IDE——并口數(shù)據(jù)線連接主板與硬盤，抗干擾性太差，且排線占用空間較大，不利電腦內(nèi)部散熱，已逐漸被 SATA 所取代。

• SATA——抗干擾性強(qiáng)，支持熱插拔等功能，速度快，糾錯(cuò)能力強(qiáng)。

• SCSI——小型機(jī)系統(tǒng)接口，SCSI硬盤廣為工作站級(jí)個(gè)人電腦以及服務(wù)器所使用，資料傳輸時(shí)CPU占用率較低，轉(zhuǎn)速快，支持熱插拔等。

• SAS——是新一代的SCSI技術(shù)，和SATA硬盤相同，都是采取序列式技術(shù)以獲得更高的傳輸速度，可達(dá)到 6Gb/s。

1.2 MBR與磁盤分區(qū)表示

1.2.1 MBR

■主引導(dǎo)記錄（MBR：Master Boot Record）

• MBR位于硬盤第一個(gè)物理扇區(qū)處

• MBR中包含硬盤的主引導(dǎo)程序和硬盤分區(qū)表

-分區(qū)表有4個(gè)分區(qū)記錄區(qū)，每個(gè)分區(qū)記錄區(qū)占16字節(jié)。

• Linux中將硬盤、分區(qū)等設(shè)備均表示為文件

■主啟動(dòng)記錄（MBR）磁盤分區(qū)

• MBR是主引導(dǎo)記錄，位于第一塊硬盤（/dev/ sda)的第一個(gè)物理扇區(qū)處，NBR中包含硬盤的主引導(dǎo)程序和硬盤分區(qū)表。NBR總共512字節(jié)，前446字節(jié)是主引導(dǎo)記錄，分區(qū)表保存在NBR扇區(qū)中的第447-510字節(jié)中。分區(qū)表有4個(gè)分區(qū)記錄區(qū)，每個(gè)分區(qū)記錄區(qū)占16字節(jié)。

• 主啟動(dòng)記錄（MBR）磁盤分區(qū)支持最大卷為2.2TB，每個(gè)磁盤最多有4個(gè)主分區(qū)，或3個(gè)主分區(qū)、1個(gè)擴(kuò)展分區(qū)和在擴(kuò)展分區(qū)里面分多個(gè)邏輯分區(qū)。

1.2.2 磁盤分區(qū)表示

/dev/sdb5 sd 表示SCSI設(shè)備 hd 表示IDE設(shè)備 硬盤的順序號(hào)，以字母a、b、c……表示 分區(qū)的順序號(hào)，以數(shù)字1、2、3……表示。主分區(qū)從1-4，第一個(gè)邏輯分區(qū)始終從5開始。

■磁盤分區(qū)結(jié)構(gòu)

• 硬盤中的主分區(qū)數(shù)目只有4個(gè)
• 主分區(qū)和擴(kuò)展分區(qū)的序號(hào)限制在1~4
• 擴(kuò)展分區(qū)再分為邏輯分區(qū)
• 邏輯分區(qū)的序號(hào)將始終從5開始
  

二、文件系統(tǒng)

2.1 文件系統(tǒng)類型

■XFS文件系統(tǒng)

• 存放文件和目錄數(shù)據(jù)的分區(qū)
• 高性能的日志型文件系統(tǒng)，特別擅長于處理大文件，可支持上百萬TB的存儲(chǔ)空間。
• CentOS 7系統(tǒng)中默認(rèn)使用的文件系統(tǒng)

■SWAP——交換文件系統(tǒng)

• 為Linux系統(tǒng)建立交換分區(qū)
• 一般設(shè)置為物理內(nèi)存的1.5~2倍

■Linux支持的其他文件系統(tǒng)類型

• EXT4、FAT32、NTFS、 LVM

2.2 檢測并確認(rèn)新硬盤

fdisk -l [磁盤設(shè)備]

• Device（設(shè)備）：分區(qū)的設(shè)備文件名稱。
• Boot：是否是引導(dǎo)分區(qū)。若是，則有“*”標(biāo)識(shí)。
• Start：該分區(qū)在硬盤中的起始位置（柱面數(shù)）。
• End：該分區(qū)在硬盤中的結(jié)束位置（柱面數(shù)）。
• Blocks：分區(qū)的大小，以 Blocks（塊）為單位，默認(rèn)的塊大小為 1024 字節(jié)。
• Id：分區(qū)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng) ID 號(hào)。例如，83表示Linux中的XFS分區(qū)或EXT4分區(qū)、8e表示LVM邏輯卷。
• System：分區(qū)類型。

2.3 管理磁盤分區(qū)

fdisk /dev/sdb交互模式中的常用指令： m：獲取幫助菜單 n：新建分區(qū) p：查看分區(qū)情況 d：刪除分區(qū) t：變更分區(qū)的類型 w：保存分區(qū)操作并退出 q：不保存分區(qū)操作并退出創(chuàng)建分區(qū)步驟 n--> p 主分區(qū)、e 擴(kuò)展分區(qū)、l 邏輯分區(qū)--> 設(shè)置分區(qū)：1 （范圍1-4，如按 Enter 鍵接受默認(rèn)值）--> 設(shè)置柱面序列：直接按 Enter 鍵接受默認(rèn)值--> 設(shè)置分區(qū)大小：+20G （指定大小為 20GB，如按 Enter 鍵接受默認(rèn)值表示所有空間）--w變更硬盤（特別是正在使用的硬盤）的分區(qū)設(shè)置以后，建議最好將系統(tǒng)重啟一次，或者執(zhí)行 “partprobe”命令使操作系統(tǒng)檢測新的分區(qū)表情況。以防格式化分區(qū)時(shí)損壞硬盤中已有的數(shù)據(jù)。partprobe /dev/sdb

演示：創(chuàng)建一個(gè)主分區(qū)

這邊關(guān)閉虛擬機(jī)給虛擬機(jī)添加一個(gè)新硬盤



演示：創(chuàng)建一個(gè)交換分區(qū)

最后輸入w保存并退出，這時(shí)我們的分區(qū)還不能直接使用需要格式化分區(qū)

分區(qū)類型的代碼

2.4 創(chuàng)建文件系統(tǒng)

■mkfs命令

• Make Filesystem ，創(chuàng)建文件系統(tǒng)（格式化）

mkfs -t 文件系統(tǒng)類型 分區(qū)設(shè)備 mkfs -t xfs /dev/sdb1 或 mkfs.（分區(qū)類型） 分區(qū)設(shè)備 mkfs.xfs /dev/sdb1

這里創(chuàng)建了幾個(gè)分區(qū)能用于Linux存儲(chǔ)文件的有sdb1，sdb5，sdb6

格式完成后還需要掛載，添加掛載點(diǎn)。

2.5 創(chuàng)建文件系統(tǒng)swap

命令格式：mkswap 分區(qū)設(shè)備

創(chuàng)建交換文件系統(tǒng) 創(chuàng)建swap之前，目標(biāo)分區(qū)應(yīng)先通過fdisk 工具將分區(qū)類型ID 號(hào)設(shè)為 82 fdisk /dev/sdb -->t-->5-->82mkswap /dev/sdb5 swapon /dev/sdb5 啟用新增加的交換分區(qū) swapoff /dev/sdb5 停用指定的交換分區(qū) swapon -s 查看每個(gè)分區(qū)的swap狀態(tài)信息 free -m 查看總的swap狀態(tài)信息

停用就會(huì)去除sdb2交換分區(qū)

2.6 掛載、卸載文件系統(tǒng)——mount、umount

掛載文件系統(tǒng)、ISO鏡像到指定文件夾 mount [-t 類型] 存儲(chǔ)設(shè)備 掛載點(diǎn)目錄 mount -o loop ISO鏡像文件 掛載點(diǎn)目錄 -t：用于指定文件系統(tǒng)類型，通常可以省略，由系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別 -o：掛載參數(shù)列表，以英文逗號(hào)分隔；如用來描述特殊設(shè)備，用loop指定卸載已掛載的文件系統(tǒng) 卸載前提：掛載的設(shè)備或者目錄沒有被在使用中，要先退出掛載目錄 umount [-lf] 存儲(chǔ)設(shè)備目錄或者掛載點(diǎn)目錄-lf：強(qiáng)制卸載查看磁盤使用情況 1.直接 mount 命令2. df [選項(xiàng)] -h：顯示分區(qū)的容量單位 -T：顯示文件系統(tǒng)的類型 -i：顯示分區(qū)的inode號(hào)碼數(shù)量查看設(shè)備的UUID和文件系統(tǒng)類型 blkid [設(shè)備]

示例：掛載sdb1到創(chuàng)建的data目錄下

取消sdb1的掛載演示：

三、設(shè)置文件系統(tǒng)的自動(dòng)掛載

■/etc/fstab配置文件

• 包含需要開機(jī)后自動(dòng)掛載的文件系統(tǒng)記錄
• Linux 操作系統(tǒng)在每次開機(jī)時(shí)，會(huì)自動(dòng)讀取/etc/fstab文件的內(nèi)容，自動(dòng)掛載所指定的文件系統(tǒng)。

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

• 第1字段：設(shè)備名或設(shè)備卷標(biāo)名。

• 第2字段：文件系統(tǒng)的掛載點(diǎn)目錄的位置。

• 第3字段：文件系統(tǒng)類型，如 xfs、swap 等。

• 第4字段：掛載參數(shù)，即mount命令“-o”選項(xiàng)后可使用的參數(shù)。例如，defaults（默認(rèn)參數(shù)）、rw（可讀寫）、ro（只讀）、noexec（禁用執(zhí)行程序）。

• 第5字段：表示文件系統(tǒng)是否需要 dump 備份（dump 是一個(gè)備份工具）。一般設(shè)為1時(shí)表示需要，設(shè)為0時(shí)將被dump 忽略。

• 第6字段：該數(shù)字決定在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行磁盤檢查的順序。0表示不進(jìn)行檢查，1表示優(yōu)先檢查，2表示其次檢查。根分區(qū)應(yīng)設(shè)為 1，其他分區(qū)設(shè)為 2。

演示：

重啟虛擬機(jī)

可以看到重啟后自動(dòng)掛載

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux磁盘管理与文件系统（实验详解，一看就懂）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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