磁盘管理与文件系统
磁盘管理与文件系统
磁盘管理和文件系统是计算机系统管理的基础知识，无论是在国内还是国外都具有普遍适用性。本文将详细介绍磁盘基础、MBR与磁盘分区表示、文件系统类型、检测并确认新硬盘、规划硬盘中的分区、创建文件系统以及挂载和卸载文件系统等多个方面。
1.磁盘基础
（1）磁盘结构
硬盘的物理结构：
硬盘有多个盘片，每盘片2面
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 × 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
*注：块：文件存取的最小单位，一块通常由8个连续的扇区组成，大小分为4k（及4096字节）。
（2）MBR与磁盘分区表示
主引导记录（MBR：Master Boot Record）
组成部分：
主引导程序和硬盘分区表，位于第一个硬盘的第一个扇区处。
主引导程序：
加载操作系统的内核。位于MBR扇区的前446字节。
分区表：
记录硬件分区信息。由4个分区记录区组成，每个分区记录区占16字节，位于MBR扇区的第447~510字节。
Linux中硬盘、分区的文件表示：
/dev/sda /dev/sda1
/dev/sda2
/dev/sdb
*注：sd：表示为硬盘设备接口类型，sd为SCSI；hd为IDE
硬盘序号是以字母 a b c ... 顺序依次表示
分区序号是以数字 1 2 3 ... 顺序依次表示。主分区号 1~4 ，逻辑分区始终是从 5 开始磁盘分区结构
磁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。
*注：MBR分区格式最大支持2.2TB的存储设备，每个硬盘最多可分为4个主分区；或3个主分区、1个扩展分区和扩展分区里分多个逻辑分区。
（3）文件系统类型
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。
SWAP交换文件系统：（内存空间不足，没有被使用、不活跃）
为Linux系统建立交换分区；
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：
EXT4/3、FAT32、NTFS、LVM
2.检测并确认新硬盘
（1）fdisk
- fdisk [-l] # 查看磁盘分区
- fdisk [磁盘设备] # 管理磁盘分区
交互模式中的常用指令
m 获取帮助菜单
n 新建分区
d 删除分区
t 变更分区的类型
p 查看分区情况
w 保存分区操作并退出
q 不保存分区操作并退出
fdisk 适用于 小于 2.2TB 的硬盘分区
gdisk parted 都可适用于大于 2.2TB 的硬盘分区
gdisk -l [磁盘设备] #gdisk又叫GPT fdisk，是fdisk的延伸，主要使用的是GPT分区类型，用来划分容量大于2T的硬盘
3.规划硬盘中的分区
Linux系统添加并使用新硬盘的步骤：
- 添加新的硬盘使用2.5/3.5英寸的托盘插入到服务器
- 刷新识别 重启服务器刷新
- 在线刷新
- echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
- echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host1/scan
- echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan
- fdisk -l #查看确认新硬盘设备
- 进行分区
- fdisk 设备文件/dev/sdb
- 交互模式中的常用指令
- n 新建分区
- p/e/l 创建主分区/扩展分区/逻辑分区
- 1 设置分区号，主分区/扩展分区 1~4 ，逻辑分区从 5 开始
- 起始扇区位置 一般直接回车，使用默认值
- 结束扇区位置 一般设置为空间大小， +xxG/M/K
- t 设置分区类型ID，常用的有 83 默认的linux类型，82 SWAP，8e LVM，fd RAID
- p 查看分区情况
*注：建立逻辑分区，需先建立扩展分区e（1~4），然后在建立逻辑分区l（5开使）
- 格式化，创建文件系统
- mkfs -t 文件系统类型(xfs/ext4) 设备文件(/dev/sdb1)
- mkfs.xfs/ext4 设备文件
- mkswap 设备文件
- 挂载使用
- mount 设备文件 挂载点目录
- swapon 设备文件
4.创建文件系统
（1）mkfs创建文件系统（格式化）
- mkfs -t 文件系统类型 分区设备
（2）创建交换文件系统-mkswap
- mkswap 分区设备
（3）查看文件系统使用情况
- df [-hT]
- lsblk [-f]
- mount #查看挂载情况和挂载参数
- swapon -s
- free -m
5.挂载、卸载文件系统
（1）mount 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
（1）开机自动挂载
- vim /etc/fstab
- 设备名称/UUID 挂载点目录 文件系统类型 挂载参数 0(不备份文件系统) 0(开机不进行磁盘检查)
- mount -a #根据 /etc/fstab 配置进行挂载
- vim /etc/rc.d/rc.local
- mount 设备文件 挂载点目录
- vim rc.local
- chmod +x /etc/rc.d/rc.local
（2）umount 卸载已挂载的文件系统
- umount [-lf] 挂载点目录
- umount 设备文件
- swapoff 设备文件
- swapoff -a