Linux系统的磁盘管理与文件系统_linux磁盘与文件系统管理

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

2.1.例如

2.2.分区的优点

2.3.分区的缺点

三.文件系统类型

1.文件系统的组成

1.1.XFS（文件系统）

1.2.SWAP（文件交换系统）必备分区

1.3.EXT4

2.磁盘管理工具

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

3.进行分区（方便管理）

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）

5.挂载使用

5.1.查看文件系统使用情况

5.2.拓展

5.3.取消挂载使用

6.开机自动挂载

6.1.vim /etc/fstab            

6.2.vim /etc/rc.d/rc.local

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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个连续的扇区组成，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

2.1.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

2.2.分区的优点

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

2.3.分区的缺点

• 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
• 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
• 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

1.1.XFS（文件系统）

• 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
• 上百万TB的存储空间
• 存放文件和目录数据的分区
• 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
• 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
• 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

1.2.SWAP（文件交换系统）必备分区

• 为Linux系统建立交换分区
• 一般设置为物理内存的1.5~2倍

1.3.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

• fdisk：管理MBR分区（只适用于小于2.2TB的硬盘分区）   
• gdisk：管理GPT分区（可用于大于2.2TB的硬盘分区）
• 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）        

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

• 重启服务器刷新
• 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

• 重启
• 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

6.1.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

6.2.vim /etc/rc.d/rc.local

mount 设备文件 挂载点目录

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