Linux系统的磁盘管理与文件系统

目录

一、磁盘结构

1.物理结构

2.数据结构

二、MBR与磁盘分区表示

1.MBR

2.磁盘分区表示

分区的优点

分区的缺点

三、文件系统类型

1.文件系统的组成

XFS

SWAP

EXT4

2.磁盘管理工具

四、Linux系统添加新硬盘的步骤


一、磁盘结构

1.物理结构

所有存储的设备都在磁盘上。磁盘盘片有两面,且两面都能写入。磁盘的磁头和盘片互不接触,是

有空隙的。靠电磁流读取盘片上的数据

盘片:硬盘有多个盘片,每盘片2面

磁头:每面一个磁头

2.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:了解即可

柱面:了解即可

块:文件存取的最小单位,一个块通常由8连续的扇区组成,大小为4k(4096字节)

存储:操作系统 应用程序 图片 文档 视频

硬盘存储容量=磁头数*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(比较老)、SATA(用的多)、SCSI、M.2(家庭机 速度快)、SAS

二、MBR与磁盘分区表示

1.MBR

也就是主引导记录,位于硬盘的 0 磁道、0 柱面、1 扇区中,主要记录了启动引导程序和磁

盘的分区表 

结构图

MBR总共占用一个扇区,位于硬盘的第一个物理扇区 共512byte 组成部分如下

启动引导程序:主要作用是加载操作系统的内核(具体视操作系统而定)占位446byte

硬盘分区表:记录分区表的信息,MBR分区最多为4个主分区,占位64byte,每个分区占16byte

结束标记:占位2byte

主分区:数目为4 主分区+扩展分区序号是1-4主分区可以直接存储数据,扩展分区不可以直接存

储数据,需要再分区

逻辑分区:有扩展分区再划分 序号从5开始(数量不限)

2.磁盘分区表示

例如:/dev/hda5

/dev/:硬件设备文件所在的目录

hd:表示IDE设备(sd表示scsi设备)

a:硬盘的顺序号,表示的第几块硬盘,以a、b、c…表示

5:分区的顺序号,表示第一块硬盘接口的第5个分区

提示:MBR分区格式最大支持2.2TB的存储设备

分区的优点

  1. 优化I/O性能;优化读写性能
  2. 可以隔离系统和程序
  3. 可以采用多个不同的文件系统

分区的缺点

  1. 分区一旦建立无法修改,如果需要修改,只能全部删除重启再来
  2. 不够灵活,所有的空间都来自于一块硬盘。而且是连续的空间
  3. 没有冗余功能(高可用)没有备份功能,需要工作人员手动备份

三、文件系统类型

1.文件系统的组成

内核中的模块:ext4, xfs, vfat

Linux的虚拟文件系统:VFS

用户空间的管理工具:mkfs.ext4,mkfs.xfs,mkfs.vfat

XFS(文件系统)

  1. CenOS 7系统中默认使用的文件系统,高性能的日志型文件系统,特别擅长于处理大文件,可支持
  2. 上百万TB的存储空间
  3. 存放文件和目录数据的分区
  4. 数据完整性:根据所记录的日志在很短时间内迅速恢复磁盘文件内容
  5. 传输带宽 : XFS 能以接近裸设备I/O的性能存储数据。对单个文件的读写操作,吞吐量可达4GB每秒
  6. 传输特性 :用优化算法,日志记录对整体文件操作影响非常小。查询与分配存储空间非常快

SWAP(文件交换系统)必备分区

  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

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        

2.磁盘管理工具

  1. fdisk:管理MBR分区(只适用于小于2.2TB的硬盘分区)   
  2. gdisk:管理GPT分区(可用于大于2.2TB的硬盘分区)
  3. parted:高级分区操作,可以是交互或非交互方式(可用于大于2.2TB的硬盘分区)        

1.fdisk

四、Linux系统添加新硬盘的步骤

1.添加新的硬盘,使用2.5/3.5英寸的托盘插入到服务器

2.刷新识别

1)重启服务器刷新

2)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

3.进行分区(方便管理

fdisk 设备文件/dev/sdb

命令操作

n:新建分区

p:创建主分区

e:创建扩展分区

l:创建逻辑分区

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(一定要带)

t:设置分区类型ID,常用的有 83 默认的linux类型,82 swap 81 LVM,fd RAID

p:查看当前分区情况

w/q:保存退出/不保存退出

d:删除分区

4.格式化并创建文件系统(格式化只能对主分区跟逻辑分区)

mkfs -t 两下tab键显示当前系统能支持的格式化类型

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

5.挂载使用

示例:先创建一个目录

mount 【设备文件】 【挂载点目录】

5.1.查看文件系统使用情况

df -hT

swapon -s

free -m

lsblk [-f]

mount:查看挂载情况和挂载情况

5.2.拓展:

新创建个分区

未显示

解决办法

  1. 1.重启
  2. 2.输入 partprobe :自动刷新

格式化

挂载

5.3.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(两个都不想用)

6.开机自动挂载

1.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

2.vim /etc/rc.d/rc.local

mount 设备文件 挂载点目录

chmox +x /etc/rc.d/rc.local

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