磁盘管理与文件管理

文章目录

一、磁盘结构
二、MBR与磁盘分区
- 分区的优势与缺点
- 分区的方式
- 文件系统
- 分区工具
- 挂载与解挂载

一、磁盘结构

1.硬盘结构
硬盘分类：
1.机械硬盘：靠磁头转动找数据慢便宜
2.固态硬盘：靠芯片去找数据快贵

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（扇区越多容量越大）存放数据的最小单位 512字节
磁道：同一盘片不同半径的同心圆
柱面：不同盘片相同半径构成的圆（柱面和磁道数量相同）

硬盘接口的类型:

IDE：133MB/s，并行接口，早期家用电脑
SCSI：640MB/s，并行接口，早期服务器
SATA：6Gbps，SATA数据端口与电源（长的电源，数据线短的）端口是分开的，即需要两条线，一条数据线，一条电源线
SAS：6Gbps，SAS是一整条线，数据端口与电源端口是一体化的，SAS中是包含供电线的，而SATA中不包含供电线。SATA标准其实是SAS标准的一个子集，二者可兼容，SATA硬盘可以插入SAS主板上，反之不行。

二、MBR与磁盘分区

分区的优势与缺点

优势：
1.优化读写性能
2.实现磁盘的空间配额限制
3.提高修复速度
4.安装多个系统
5.采用不同的文件系统
缺点：
1.必须是连续的空间
2.无法扩容

分区的方式

1.MBR分区
主引导记录，是硬盘上的第一个扇区，想要读数据得从这个扇区开始。MBR一共512字节，前446字节为开机引导程序，引导硬件找到我们的操作系统，后64字节为分区表（其中每个16字节标识一个分区），表明了分区的范围即分区从哪里到哪里结束，最后两个字节代表MBR结束位。最多只能分四个分区。文件大小只支持2T以下。
在这里插入图片描述

分区类型：

主分区：可以直接使用，安装操作系统存储文件等，使用ID1-4。
扩展分区：不可以直接使用，需要再划分逻辑分区，让分区超过4个。他不是真正的分区，它存储逻辑分区的分区表。扩展分区是特殊的主分区。
逻辑分区：可以直接使用，逻辑分区的空间必须从扩展分区中得到（必须先有扩展分区），逻辑分区的序号从5开始。

2. GPT分区
GPT分区（全局唯一标识分区表）可以支持2t以上文件，支持128分区。

文件系统

文件系统：管理文件的系统（软件）是需要安装在磁盘上的，格式化的目的就是在磁盘上安装文件系统。
1.XFS文件系统

存放文件和目录数据的分区
高性能的入职型文件系统
CentOS 7系统中默认使用的文件系统
2.SWAP文件交换系统
主要作用：当内存不足时将硬盘的空间当内存使用。
3.EXT4
Extended file system 适用于那些分区容量不是太大，更新也不频繁的情况，例如 /boot 分区是 ext 文件系统的最新版。提供了很多新的特性，包括纳秒级时间戳、创建和使用巨型文件(16TB)、最大1EB的文件系统，以及速度的提升。1EB=1024PB=1024*1024TB

文件系统修复

e2fsck：ext系列文件专用的检测修复工具
xfs_repair：xfs文件系统专用检测修复工具

分区工具

常见的分区工具简介：

分区工具	作用
fdisk	支持2T及以下分区
gdisk	全支持
parted	全支持

区别：fdisk、gdisk分完区后不保存不生效有后悔的空间，推荐使用，parted即时生效，不推荐使用。

fdisk

命令	效果
fdisk-l /dev/sdb	查看sdb磁盘分区的信息
fdisk 设备名（必须是一整块磁盘）	对设备进行分区

fdisk [磁盘设备]

m 打印出菜单
p 打印出当前分区表
n 新建一个分区
d 删除一个分区
t 改变分区的属性，系统ID
w 保存
q 不保存退出

mkfs
创建文件系统（格式化）常用选项
-t {ext2|ext3|ext4|xfs} 指定文件系统类型
-b {1024|2048|4096} 指定块 block 大小
或者等价于mkfs.文件系统+块设备

重要命令

命令	效果
lsblk	显示块设备（磁盘）显示比较详细
lsblk-f	查看分区类型
partprobe	分完区后，系统未识别可以用来刷新分区表
blkid	查看设备的唯一标识符UUID
mkfs-t 或者mkfs.	指定分区类型
df-Th	查看分区类型，磁盘使用量等信息

挂载与解挂载

mount 存储设备挂载点目录
mount -o loop ISO镜像文件挂载点目录
mount -U ‘0c50523c-43f1-45e7-85c0-a126711d406e’ 挂载点目录
注意：挂载点目录必须事先存在，建议使用空目录

挂载规则：

一个挂载点同一时间只能挂载一个设备
一个挂载点同一时间挂载了多个设备，只能看到最后一个设备的数据，其它设备上的数据将被隐藏
一个设备可以同时挂载到多个挂载点
通常挂载点一般是已存在空的目录

mount选项：

-t fstype 指定要挂载的设备上的文件系统类型,如:ext4,xfs
-r readonly，只读挂载
-w read and write, 读写挂载,此为默认设置,可省
-n 不更新/etc/mtab，mount不可见
-a 自动挂载所有支持自动挂载的设备(定义在了/etc/fstab文件中，且挂载选项中有 auto功能)

-U 'UUID' 以UUID指定要挂载的设备

-B, --bind 绑定目录到另一个目录上
-o options：(挂载文件系统的选项)，多个选项使用逗号分隔

选项	功能
rw/ro	是否对挂载的文件系统拥有读写权限，rw 为默认值，表示拥有读写权限；ro 表示只读权限。
async/sync	此文件系统是否使用同步写入（sync）或异步（async）的内存机制，默认为异步 async。
dev/nodev	是否允许从该文件系统的 block 文件中提取数据，为了保证数据安装，默认是 nodev。
auto/noauto	是否允许此文件系统被以 mount -a 的方式进行自动挂载，默认是 auto。
suid/nosuid	设定文件系统是否拥有 SetUID 和 SetGID 权限，默认是拥有。
exec/noexec	设定在文件系统中是否允许执行可执行文件，默认是允许。
user/nouser	设定此文件系统是否允许让普通用户使用 mount 执行实现挂载，默认是不允许（nouser），仅有 root 可以。
defaults	定义默认值，相当于 rw、suid、dev、exec、auto、nouser、async 这 7 个选项。
remount	重新挂载已挂载的文件系统，一般用于指定修改特殊权限。