磁盘管理与文件系统

目录:

  一:磁盘结构和分区表示

    1,1 磁盘的结构

      1.2 磁盘的接口类型

    1.3 磁盘的分区格式

    1.4 MBR与分区表示

  二:磁盘分区与文件系统

    2.1 fdisk 工具分区

    2.2 创建文件系统

  三: 挂载/卸载 文件系统

    3.1  临时挂载/卸载

    3.2 查看挂载点与文件系统

    3.3 开机自动挂载

 

 

一:磁盘的结构(机械硬盘)和分区表示

1.1 磁盘的结构

(1)磁盘的物理结构:

  • 盘片:硬盘有多个盘片,每盘片两面
  • 磁头:每面一个磁头

以为每个盘面都有一个磁头,因此,盘面总数等于磁头数

(2)硬盘的数据结构:

  • 扇区:盘片被分为读个扇形区域,每个扇形存放512字节的数据,这是硬盘的最消息存储单位
  • 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

因此,磁盘的柱面数与单个盘面的磁道数相等

磁盘的存储容量=磁头数*磁道数(柱面)数*每道扇区数*每扇字节数(512字节)

可以用柱面/磁头/扇区 来定位磁盘上每一个区域1.2

 

1.2 硬盘的接口类型

  • 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

 

1.3 磁盘的分区格式:

MBR:主启动记录(Master Boot Record,缩写:MBR)

GPT:唯一标识分区表(GUID Partition Table,缩写: GPT)

分区格式 全称 支持最大卷大小 分区数 分区工具
MBR 主启动记录(Master Boot Record,缩写:MBR) 2.2TB 最多4个主分区,或者3个主分区1个扩展分区 fdisk
GPT 唯一标识分区表(GUID Partition Table,缩写: GPT) 18EB 可以有多达128个分区 parted

 

1.4 MBR与分区表示

MBR主引导记录

  • MBR位于硬盘的第一个物理扇区
  • MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表
  • 分区表有4个分区记录区,每个分区记录区占16字节

Linux中将硬盘,分区等设备均表示为文件

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MBR分区,最多只有4主分区,但是可以将一个分区划分为扩展分区(只能有一个),然后在扩展分区上建立多个逻辑分区。扩展分区大小为1KB。

MBR的分区顺序号,从1-4为主分区或者扩展分区,默认从1开始。5为逻辑分区的开始

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主启动记录(MBR)磁盘分区 MBR是主引导记录,位于第一个硬盘第一个物理扇区处,MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表。MBR总共512字节,前446字节是主引导记录,分区表保存在MBR扇区中的第447-510字节中。分区表有4个分区记录区,每个分区记录区占16字节。 主启动记录(MBR)磁盘分区支持最大卷为2.2TB,每个磁盘最多有4个主分区,或3个主分区、1个扩展分区和在扩展分区里面分多个逻辑分区。

 

二:磁盘分区与文件系统

2.1 fdisk 工具分区分区

2.1.1  列出所有块设备

lsblk [-f]

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2.1.2 fdisk 分区工具分区

fdisk [-l]  [磁盘设备]     #列出分区表

fdisk  磁盘设备        #对磁盘进行交互式分区

交互模式中常用的指令:

m  (列出帮助信息)

p (输出分区表)

n( 新建分区)

d(删除分区)

t (修改分区系统id)

w (保存分区并退出)

q (不保存分区退出)

 

(1)fdisk /dev/sdb   #交互式磁盘分区

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 (2) n 进行分区 → 设置分区类型 p(p 主分区,e 扩展分区。默认是p)

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 (3)  设置分区号(主分区默认1) → 起始扇区选择默认→ 选择结束扇区(  +20G 表示大小为220GiB,不加表示扇区。什么都不设,直接回车表示设置该分区大小为当前磁盘剩余的全部大小)

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(4) p(输出分区表)→ w (保存退出)

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 partprobe [磁盘]  刷新分区表

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2.1.3  命令行列出磁盘分区表: fdisk -l [磁盘设备]

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  • 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ET4分区、8e表示LM逻辑卷。System:分区类型。
 

2.2创建文件系统

磁盘分区后,必须要格式化创建文件系统才可以挂载使用

2.2.1文件系统类型

(1)XFS文件系统:

  •   存放文件系统和目录数据的分区
  •   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系统默认使用的文件系统 (CentOS 6 默认使用ext4 文件系统)

(2)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 (根据情况而定。)

(3)Linux支持的其他文件系统类型

    EXT4 , FAT32 ,NTFS , LVM  

linux 系统中必须有根分区和swap分区。

 

2.2.2 查看文件系统 

lsblk -f 

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blidk  [设备]   #查看设备UUID号和 文件系统类型

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2.2.3格式化创建文件系统

 mkfs -t 文件系统  分区设备 [-f]

或者  mkfs.文件系统  分区设备 [-f]

 

mkfs.xfs /dev/sdb1

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2.2.3  swap 类型

如果要设置交换分区,首先要进行磁盘分区,然后用更改分区的系统类型为 82  swap系统类型,然后在创建文件系统,并启用

(1) fdisk进行分区(略)

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(2)fdisk 工具更改系统类型

t (修改系统类型) → 2(选择分区号)

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 82 (swap系统类型 id号)

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p (输出分区表) → w 保存退出

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(3) 刷新分区表

partprobe   /dev/sdb2

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 (4) 格式化为swap 类型

mkswap 分区设备

mkswap /dev/sdb2

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(5) 启用

swapon  设备

swapon  /dev/sdb2

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(6) 查看交换分区大小与停用

free -h                                #查看内存和交换分区大小

swapon -s  [交换分区]      #查看交换分区大小

swapoff  交换分区            #禁用交换分区

swapoff  -a                      #禁用全部交换分区

 

三:挂载/卸载 文件系统

3.1  临时挂载/卸载

挂载(如果没有格式化是无法挂载使用的):

mount  [-t  文件系统类型]   存储设备  挂载点目录

mount -o loop ISO镜像文件  挂载点目录

#mount 挂载,一个目录只能挂载一个设备,但是一个设备可以挂载到多个目录

#mount挂载使用,在挂载文件系统的目录中创建文件后,卸载之后,文件不存在。如果挂载文件系统的目录,在之前已经有数据,挂载之后,之前的数据依旧存在,但是无法看到

 

卸载:

umount  存储设备位置    [-lf]   

umount   挂载点目录    [ -lf] 

#卸载时,要先退出挂载目录才能卸载。 -lf 选项表示强制卸载

 

3.2 查看挂载点和挂载设备文件系统类型

(1) dh -hT

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(2) mount

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3.3 开机自动挂载

系统启动会自动读取 /etc/fstab 里的文件。所以,可以将配置写入/etc/fstab 文件中,实现开机自动挂载

vim /etc/fstab

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第1字段: 设备名或设备卷标名。如果是光盘则使用/dev/cdrom 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。如果是光盘,则用 iso9660 第4字段: 挂载参数,即mount命令"-o"选项后可使用的参数。例如, defaults (默认参数) 、rw (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.

挂载后需要使用 mount -a 来检测并重新挂载

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 #如果不使用 mount -a 来检测而是直接重新启动,如果/etc/fstab 配置写错,会导致系统报错,并进入字符界面的救援模式。此时,输入root密码后,vim  /etc/fstab , 将/etc/fstab 里的文件修改正确,或者注释,在重启系统就可以了

 

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