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Linux磁盘管理与文件系统

2021/12/30 23:44:40

一、磁盘结构



(一)、硬盘的物理结构

1、盘片:硬盘有多个盘片,每盘片2面
2、磁头:每面一个磁头

(二)、扇区硬盘的数据结构

1、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
2、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
3、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

 (三)、磁盘结构
1、硬盘存储容量=磁头数×磁道(柱面)数×每道扇区数x每扇区字节数(512字节)
2、可以用柱面/磁头扇区来唯一定位磁盘上每一个区域
3、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,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
二、MBR与磁盘分区表示
(一)、主引导记录(MBR: Master Boot Record)
1、MBR位于硬盘第一个物理扇区处
2、MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表
3、分区表有4个分区记录区,每个分区记录区占16个字节


(二)Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件
 

/dev/hda5     
#/dev 是文件所在的目录,hd 表示IDE设备,sd表示SCSI设备 ,sd 表示SCSI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

三、磁盘分区结构



(一)、磁盘分区概念

1、硬盘中的主分区数目只有4个
2、主分区和扩展分区的序号限制在1~4
3、扩展分区再分为逻辑分区
4、逻辑分区的序号将始终从5开始

四、文件系统类型
XFS 文件系统
1、存放文件和目录数据的分区
2、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。
3、CentOS 7系统中默认使用的文件系统

4、文件系统开启日志功能,这种文件系统可以根据日志记录 在短时间内进行数据恢复

SWAP(虚拟内存) 交换文件系统


1、为Linux系统建立交换分区
2、一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

五、检测并确认新硬盘



(一)、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、交互模式中的常用指令
m、p、 n、 d、 t、 w、q
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

使用fdisk /dev/sda 进入交互模式才能使用以上指令

(二)、查看磁盘分区

fdisk -l [磁盘设备]

使用 fdisk 命令查看磁盘分区,从下图可以看出目前只有一个磁盘sda,其中该磁盘的sda1\sda2\sda3为主分区,其中sda3为交换模式,sda4为扩展分区,sda5为逻辑分区。

 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、82代表交换文件系统、8e表示LVM逻辑卷。
System:分区类型。

(三)、管理磁盘分区

fdisk /dev/sdb  或者 fdisk -l

在进行管理磁盘分区之前需要创建一个新的磁盘,不能直接使用系统盘进行管理,不然会使电脑系统奔溃。

设置---------添加----------硬盘----------下一步--------推荐下一步-----------下一步-----------选择磁盘大小下一步60G---------完成   

再重启   或者(不用重启)

 创建好新的磁盘以后使用fdisk -l 或者fdisk /dev/sdb 命令查看一下,发现多了一块sdb 的新的磁盘。

(四)、创建分区步骤

创建好新的磁盘以后,使用fdisk /dev/sdb命令进入新的磁盘,然后使用“n”选项开始创建分区。创建分区一开始会提示有多少主分区,多少扩展分区和可用分区有多少

 接着使用“p”选项创建第一个主分区,此时分区号使用默认分区号从“1”开始,按“Enter”键继续;紧接着到起始扇区大小的选择,此处也使用默认值从“2048”开始,按“Enter”键继续;接下来到选择该扇区的结束初的大小,此处注意需要自己写上自己需要的主分区1的大小,下图中选择了10Gib。然后使用“p”选项查看,发现主分区1已经创建好了。

 如果想要更换系统类型,可以先使用“l”选项查询一下可以更换的系统类型有哪些。

继续创建主分区2,操作流程和创建主分区1一样。 

 接着创建一个扩展分区,注意,创建扩展分区的选项是“e”,该分区空间可以大些,因为之后的额逻辑分区是从扩展分区分出去的。

 接着可以创建逻辑分区了,注意创建逻辑分区的选项是“l”,其他操作如之前创建主分区一样。还有注意的是逻辑分区都是从“5”开始。

 再创建一个逻辑分区6,将剩下的所有的空间全部给6,直接按“Enter”即可。

 最后创建一个交换分区,当给它10Gib时发现值超出了范围,这是因为之前给其他分区空间太多了,可能与10Gib有一些差别,不过直接按“Enter”就好,将剩下的所有的空间大小全给它就行。

 分区结束之后记得使用“w”保存配置后退出

使用mkfs -t xfs /dev/sdb1 命令格式化sdb1分区,此命令中的xfs是指的分区1的文件系统类型是xfs。

 当分区全部格式化完成后,想要使用该磁盘(文件系统)时,需要将该磁盘挂载在一个挂载点上(即一个目录上),所以需要在根目录下创建一个新的挂载目录。

 当文件系统(分区1)挂载好之后就可以在该分区中创建文件了

六、创建文件系统



(一)、mkfs命令

1、Make Filesystem,创建文件系统(格式化)

mkfs  -t  文件系统类型  分区设备

2、示例

[root@localhost ~ ]# Is  /sbin/mkfs*
/sbin/mkfs  /sbin/mkfs.cramfs  /sbin/mkfs.ext3  /sbin/mkfs.minix
/sbin/mkfs.btrfs  /sbin/mkfs.ext2  /sbin/mkfs.ext4 /sbin/mkfs.xfs
[root@localhost~]# mkfs  -t  xfs  /dev/sdb1

3、创建文件系统
创建文件系统的过程即格式化分区的过程
mkfs -t xfs /dev/sdb1
mkfs.xfs /dev/sdb1

(二)、mkswap命令

1、make swap,创建交换文件系统

mkswap  分区设备

2、创建交换文件系统
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
–>3
–>82

mkswap /dev/sdb3
swapon /dev/sdb3 #启用新增加的交换分区
swapoff /dev/sdb3 #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
利用df -h查挂载点

使用swapon /dev/sdb6 命令启用swap,发现空间变大,可在里面进行操作;使用swapoff /dev/sdb6命令关闭swap,空间变小。

 利用swapon -s 查看每个分区的swap状态信息

七、挂载、卸载文件系统



(一)、手动挂载



1、mount命令

1)、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
mount -f 强制挂载

挂载已下载到系统中的镜像文件 mount -o loop Centos-7-x86_64-DVD-1708.iso /media

也可以直接mount命令+目录

2)、查看磁盘使用情况
–>直接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

使用mount /dev/sdb1 /datal 命令将sdb1挂载起来

在这里插入图片描述

2、umount命令

1)、卸载已挂载的文件系统

umount 存储设备位置
umount   挂载点目录

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

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

使用umount 命令卸载挂载的文件系统,当出现“目标忙”的错误时,是因为正处于该磁盘下,需要退出到根目录进行卸载操作。

(二)、自动挂载

1、/etc/fstab 配置文件
1)、包含需要开机后自动挂载的文件系统记录

2、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。

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。
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"-0"选项后可使用的参数。例如, defaults (默认参数)、w (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

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。所以需要在该文件中将需要自动挂载的文件保存进去。

 “wq”保存以后,使用“init 6”命令重启,也将虚拟机重启一下,然后重新连上后发现两个文件已经自动挂载了。

 或者

 总结

管理磁盘和分区

创建文件系统

挂载、卸载文件系统