Linux磁盘管理与文件系统_linux文件系统和磁盘管理

一、磁盘结构

1.硬盘的物理结构

盘片：硬盘有多个盘片，每盘片2面

磁头：每面一个磁头

2.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

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

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

• 磁盘存储容量=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

3.磁盘接口类型：

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

M.2、光纤通道

二、MBR与磁盘分区表示

主引导记录（MBR：Master Boot Record）

• MBR位于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
• 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，有4个分区记录区、每个分区记录区占16个字节，位于MBR扇区的第447~510字节
• Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件
• 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

/dev/hda5

三、磁盘分区结构

1. 硬盘中的主分区数目只有4个
2. 主分区和扩展区的序号限制在1~4
3. 扩展分区再分为逻辑分区
4. 逻辑分区的序号将始终从5开始

• 例

四、文件系统类型

• XFS文件系统

1. 存放文件和目录数据的分区
2. 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
3. centos7系统中默认使用的文件系统

• SWAP交换文件系统（紧急预案）

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
3. 用于解决内存空间不足的情况

• 例：新建Linux系统必须要有哪些分区

        必须分区：根“/”分区，swap分区

• 禁用启用swap

• Linux支持的其他文件系统类型

        EXT4/3、FAT32、NTFS、LVM

五、检测并确认新硬盘

• fdisk命令

        查看或管理磁盘分区

• 交互模式中的常用指令

六、创建文件系统

• mkfs命令

        Make Filesystem，创建文件系统（格式化）（其中只能针对主分区和逻辑分区）

• mkswap命令

        make swap，创建交换文件系统

七、挂载、卸载文件系统

• mount命令

        挂载文件系统、ISO镜像

若服务器无光驱，上传光盘到服务器

mount命令查看挂载

• umount命令

        卸载已挂载的文件系统

若不成功，进行以下操作查看占用情况

或

一般不使用，会导致文件丢失

八、当前Linux系统支持分区

• MBR

        若磁盘小于2TB，可用fdisk /dev/sdb 进行分区，即MBR 分区格式

• GPT

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

        GPT是一个实体硬盘的分区结构。它是可扩展固件接口标准的一部分，用来替代BIOS中的主引导记录分区表。 传统的主启动记录（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
        与MBR分区方法相比，GPT具有更多的优点，因为它允许每个磁盘有多达128个分区，支持高达18EB(千兆兆字节)的卷大小，允许将主磁盘分区表和备份磁盘分区表用于冗余，还支持唯一的磁盘和分区 ID (GUID)

        若磁盘大于2TB，可用parted /dev/sdb 进行分区，因为MBR分区磁盘是不能大于2.2TB，所以超过2TB一般使用GPT 分区格式

九、Linux系统添加新硬盘的步骤

• 添加新硬盘，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

1. 重启
2. 命令

        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

设置swap分区

小知识：

partprobe

操作系统自动刷新分区表

• 格式化，创建文件系统

• 挂载使用

• 查看文件系统使用情况

• 取消挂载使用

• 开机自动挂载

vim /etc/fstab 

Linux 操作系统在每次开机时，会自动读取/etc/fstab文件的内容，自动挂载所指定的文件系统

根据 /etc/fstab 配置进行挂载

先用解挂载命令解挂载输入的命令，再用以下命令验证是否可以挂载成功

mount -a

---

vim /etc/rc.d/rc.local

mount 设备文件 挂载点目录

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

• 例：

Ctrl键+d并输入密码

使用vim进入/etc/fstab文件修改刚才的错误位置

并再次重启

• 小知识

        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

---

---

检查磁盘是否损坏

badblocks -sv /dev/sda1

修复文件系统

xfs_repair /dev/sdX
fsck -t ext4 -a /dev/sdX