【Linux】磁盘管理和文件系统

一、硬盘

1.硬盘结构

2.结构类型

二、MBR与磁盘分区

1.MBR主引导记录

2.磁盘分区结构

三、文件系统类型

四、linux系统添加并使用新硬盘的步骤

1.添加新的硬盘

2.刷新识别

3.进行分区

4.格式化，创建文件系统

5.挂载使用

一、硬盘

1.硬盘结构

扇区：硬盘的最小存储单位，一个扇区 512 字节大小
块：文件存取的最小单位，一个块通常由 8 个连续的扇区组成，大小为 4K（即4096字节）

2.结构类型

SATA M.2 SCSI IDE

二、MBR与磁盘分区

1.MBR主引导记录

由主引导程序和硬盘分区表组成，位于第一个硬盘的第一个扇区处，前446字节为主引导程序，分区表保存在第447-510字节

主引导程序：加载操作系统内核，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个字节

2.磁盘分区结构

硬盘分区表示：MBR的分区表中有硬盘中4个分区记录区，每个分区记录区占16字节

在linux中，硬盘、分区的文件表示：/dev/sdb1 /dev/sdb2

sd表示为设备类型，sd为SCSI设备，hd为IDE设备，硬盘序号以字母abc顺序依次表示，分区序号是以数字123依次表示。主分区只有4个是1-4，逻辑分区始终从5开始。

MBR分区格式最大支持2.2TB的存储设备，每个硬盘最多可分4个主分区，或3个主分区、1个扩展分区和在扩展分区里分多个逻辑分区

三、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
●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

四、linux系统添加并使用新硬盘的步骤

1.添加新的硬盘

服务器中是使用2.5/3.5英寸的托盘插入到服务器

2.刷新识别

重启服务器刷新

fdisk -l #查看确认新硬盘设备

[root@bogon ~]# fdisk -l磁盘 /dev/sdb：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区    ##新增加的第二块硬盘sdb,b代表是第二块
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节磁盘 /dev/sda：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x0009f560设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     2099199     1048576   83  Linux
/dev/sda2         2099200    83886079    40893440   8e  Linux LVM磁盘 /dev/mapper/centos-root：37.7 GB, 37706792960 字节，73646080 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节磁盘 /dev/mapper/centos-swap：4160 MB, 4160749568 字节，8126464 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节[root@bogon ~]#

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

[root@bogon ~]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan        #在线刷新磁盘命令
[root@bogon ~]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host1/scan
[root@bogon ~]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan
[root@bogon ~]# fdisk -l磁盘 /dev/sdb：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节磁盘 /dev/sda：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x0009f560设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     2099199     1048576   83  Linux
/dev/sda2         2099200    83886079    40893440   8e  Linux LVM磁盘 /dev/mapper/centos-root：37.7 GB, 37706792960 字节，73646080 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节磁盘 /dev/mapper/centos-swap：4160 MB, 4160749568 字节，8126464 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节[root@bogon ~]#

3.进行分区

fdisk 设备文件/dev/sdb

交互模式中的常用指令

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

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

[root@bogon ~]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。Device does not contain a recognized partition table
使用磁盘标识符 0xb99047ec 创建新的 DOS 磁盘标签。命令(输入 m 获取帮助)：n        
Partition type:p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)e   extended
Select (default p): p        #创建主分区
分区号 (1-4，默认 1)：1
起始 扇区 (2048-83886079，默认为 2048)：
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-83886079，默认为 83886079)：+10G
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 10 GiB命令(输入 m 获取帮助)：p磁盘 /dev/sdb：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xb99047ec设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048    20973567    10485760   83  Linux命令(输入 m 获取帮助)：w        #保存退出
The partition table has been altered!Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。
[root@bogon ~]# fdisk -l /dev/sdb磁盘 /dev/sdb：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xb99047ec设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048    20973567    10485760   83  Linux
[root@bogon ~]#

4.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

[root@bogon ~]# mkfs -t xfs /dev/sdb1        #将/dev/sdb指定为xfs类型的文件系统
meta-data=/dev/sdb1              isize=512    agcount=4, agsize=655360 blks=                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1=                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=2621440, imaxpct=25=                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2=                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
[root@bogon ~]#

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

5.挂载使用

mount 设备文件挂载点目录
swapon 设备文件

[root@bogon ~]# ls
anaconda-ks.cfg  data  initial-setup-ks.cfg
[root@bogon ~]# ls /
bin   data  etc   lib    media  opt   root  sbin  sys  usr
boot  dev   home  lib64  mnt    proc  run   srv   tmp  var
[root@bogon ~]# mount /dev/sdb1 /data/
[root@bogon ~]# df
文件系统                   1K-块    已用     可用 已用% 挂载点
devtmpfs                 1913500       0  1913500    0% /dev
tmpfs                    1930624       0  1930624    0% /dev/shm
tmpfs                    1930624   12872  1917752    1% /run
tmpfs                    1930624       0  1930624    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root 36805060 4848272 31956788   14% /
/dev/sda1                1038336  191284   847052   19% /boot
tmpfs                     386128      36   386092    1% /run/user/1000
/dev/sr0                 4635056 4635056        0  100% /mnt
tmpfs                     386128       0   386128    0% /run/user/0
/dev/sdb1               10475520   32992 10442528    1% /data
[root@bogon ~]#

#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

[root@bogon ~]# df -Th        ##查看挂载情况和挂载参数
文件系统                类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                devtmpfs  1.9G     0  1.9G    0% /dev
tmpfs                   tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /dev/shm
tmpfs                   tmpfs     1.9G   13M  1.9G    1% /run
tmpfs                   tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root xfs        36G  4.7G   31G   14% /
/dev/sda1               xfs      1014M  187M  828M   19% /boot
tmpfs                   tmpfs     378M   36K  378M    1% /run/user/1000
/dev/sr0                iso9660   4.5G  4.5G     0  100% /mnt
tmpfs                   tmpfs     378M     0  378M    0% /run/user/0
/dev/sdb1               xfs        10G   33M   10G    1% /data

#取消挂载使用

umount [-lf] 挂载点目录 umount 设备文件
swapoff 设备文件 swapoff -a

[root@bogon ~]# umount -lf /dev/sdb1        #取消挂载使用
[root@bogon ~]# df
文件系统                   1K-块    已用     可用 已用% 挂载点
devtmpfs                 1913500       0  1913500    0% /dev
tmpfs                    1930624       0  1930624    0% /dev/shm
tmpfs                    1930624   12864  1917760    1% /run
tmpfs                    1930624       0  1930624    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root 36805060 4848264 31956796   14% /
/dev/sda1                1038336  191284   847052   19% /boot
tmpfs                     386128      36   386092    1% /run/user/1000
/dev/sr0                 4635056 4635056        0  100% /mnt
tmpfs                     386128       0   386128    0% /run/user/0
[root@bogon ~]#

开机自动挂载