磁盘管理与文件系统_磁盘和文件系统

一、磁盘基础

1.硬盘结构

(1)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)数据结构
扇区:磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是硬盘的扇区(Sector)。
硬盘的第一个扇区，叫做引导扇区。
磁道:当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道(Track)。
柱面:在有多个盘片构成的盘组中，由不同盘片的面，但处于同一半径圆的多个磁道组成的一个圆柱面(Cylinder)。

(3)存储容量
硬盘存储容量=磁头数x磁道(柱面)数x每道扇区数x每扇区字节数。
可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域，用fdisk-查看分区信息。

2.硬盘的接口

硬盘按数据接口不同，大致分为 ATA(IDE)和 SATA 以及 SCSI和 SAS，接口速度不是实际硬盘数据传输的速度。
ATA，全称 Advanced Technology Attachment，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，全称 Seria ATA，抗干扰性强，支持热插拔等功能，速度快，纠错能力强。SCSI，全称是 Smal Computer System Interface(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(Serial Attached SCSl)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。

二、磁盘分区表示

1. MBRMBR 是主引导记录(Master Boot Record)，

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。分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16个字为

2.磁盘分区的表示

常见的硬盘可以划分为主分区、扩展分区和逻辑分区，通常情况下主分区只有四个，而扩展分区可以看成是一个特殊的主分区类型，在扩展分区中可以建立逻辑分区。主分区一般用来安装操作系统，扩展分区则多用来存储文件数据。

需要注意的是，由于硬盘中的主分区数目只有4/因此主分区和扩展分区的序号也就限制在 1~4，而逻辑分区的序号将始终从5开始。例如，即便第1个IDE 硬盘中只划分了一个主分区、一个扩展分区，则新建的第1个逻辑分区的序号仍然是从5开始的，应表示为“hda5”，第 2 个逻辑分区表示为“hda6”。

3.Linux 中使用的文件系统类型

文件系统(File System)类型决定了向分区中存放、读取文件数据的方式和效率，在对分区进行格式化时需要选择所使用的文件系统类型。在Windows操作系统中，经常使用的文件系统类型包括 FAT32、NTFS等格式;而在 Linux 系统中，最常使用的文件系统主要包括以下几种格式。

> XFS:是一种高性能的日志文件系统，特别擅长于处理大文件，可支持上百万T字节的存储空间。由于XFS文件系统开启日志功能，所以即便发生宕机也不怕数据遭到破坏，这种文件系统可以根据日志记录在短时间内进行数据恢复。

>SWAP:交换文件系统，用于为Linux系统建立交换分区。交换分区的作用相当于虚拟内存，能够在一定程度上缓解物理内存不足的问题。一般建议将交换分区的大小设置为物理内存的 1.5~2倍。例如，对于拥有 512MB 物理内存的主机，其交换分区的大小建议设置为 1024MB。如果服务器的物理内存足够大(如 8GB 以上)，也可以不设置交换分区。交换分区不用于直接存储用户的文件和目录等数据。

>EXT4:第4代扩展文件系统，用于存放文件和目录数据的分区，是Linux系统中默认使用的文件系统(CentOS7默认使用XFS)。EXT4是典型的日志型文件系统，其特点是保存有磁盘存取记录的日志数据，便于恢复，在存取性能和稳定性方面更加出色。

Linux 系统还广泛支持其他各种类型的文件系统，如 JFS、FAT16、FAT32、NTFS 等。JFS 文件系统多用于商业版本的 UNIX 操作系统中,具有出色的性能表现。由于 NTFS 是微软公司的专有文件系统，Linux 系统默认只支持从 NTFS分区读取文件，如果需要向NTFS分区中写入文件数据，需要结合其他辅助软件(如NTFS-3G)。

三、管理文件系统

1：mkfs 命令的使用

（1）创建 XFS 文件系统

[root@localhost ~]# mkfs -t xfs /dev/sdb6

或

[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/sdb6

强制格式化（对一个已经格式化过的硬盘再一次格式化）

[root@localhost ~]# mkfs.xfs -f /dev/sdb6

（2）创建 FAT32 文件系统

[root@localhost ~]# yum -y install dosfstools

fat分区工具由dosfstools提供

[root@localhost ~]# mkfs.vfat  /dev/sdb5

或

[root@localhost ~]# mkfs -t vfat  /dev/sdb5

注意：使用vfat可以重复格式化

（3）创建NTFS分区

设置阿里的yum仓库，并安装epel源

[root@localhost ~]# yum -y install ntfsprogs

[root@localhost ~]# mkfs -t ntfs /dev/sdb3

2：mkswap 命令的使用

（1）查看磁盘中的swap分区

[root@localhost ~]# fdisk -l /dev/sdb

（2）交换文件系统

[root@localhost ~]# mkswap /dev/sdb6

（3）查看当前swap大下

[root@localhost ~]# free -h

或

[root@localhost ~]# cat /proc/meminfo | grep Swap

（4）将分区启用为swap分区

[root@localhost ~]# swapon /dev/sdb6

[root@localhost ~]# free -h

（5）停用指定的swap分区

[root@localhost ~]# swapoff /dev/sdb6

3.2：挂载、卸载文件系统

1：挂载文件系统

（1）挂载外接光盘

[root@localhost ~]# mount /dev/cdrom /media/mnt

（2）挂载iso镜像文件

[root@localhost ~]# mount -o loop /opt/CentOS-7-x86_64-DVD-2009.iso /mnt

（3）挂载xfs分区

[root@localhost ~]# mkfs -t xfs /dev/sdb1

[root@localhost ~]# mkdir /a1

[root@localhost ~]# mount /dev/sdb1 /a1

（4）挂载fat分区

[root@localhost ~]# mkdir /a5

[root@localhost ~]# mount /dev/sdb5 /a5

（5）挂载ntfs分区

[root@localhost ~]# yum -y install ntfs-3g

[root@localhost ~]# mkdir /a3

[root@localhost ~]# mount -t ntfs-3g /dev/sdb3 /a3