CentOS 8 磁盘管理详解（含GPT分区）

一、概述

硬盘（Hard Disk Drive，简称HDD）是计算机常用的存储设备之一，本文将总体介绍它的基本知识，主要介绍在linux中怎么使用和管理它。

1、硬盘结构

（1）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，硬盘的第一个扇区，叫做引导扇区（sector）
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，但出于同一半径圆的多个磁道组成的一个圆柱面（cylinder）

（2）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

（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
1扇区=512字节

2、硬盘接口

ATA：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：Serial ATA，串口硬盘，是未来和现在PC机硬盘的主流趋势，抗干扰能力强，支持热插拔等功能，速度快，纠错能力强
SCSI：Small Computer System Interface，SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中
SAS：Serial Attached SCSI，即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，和现在流行的SATA硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，并且提供与SATA硬盘的兼容性
光纤通道：Fiber Channel，光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等

3、分区表示

常见的硬盘可以划分为主分区和扩展分区，逻辑分区，主分区只有四个，扩展分区可以看做是特殊的主分区，在扩展分区的基础上创建逻辑分区，例如创建3个主分区，1个扩展分区，而1个扩展分区里又创建了2个逻辑分区，或者4个全部是主分区。
在linux系统中，linux内核读取光驱、硬盘等资源时均通过“设备文件”的形式进行
在这里插入图片描述因此，将硬盘和分区分别表示为不同的文件，具体表述形式如下：

注意：主分区+扩展分区的范围是1-4，逻辑分区始终从5开始

4、linux中的文件系统类型

EXT4：第四代扩展文件系统，是linux系统中（7版本以前）默认的文件系统，属于日志型文件系统，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
XFS：一种高性能的日志文件系统，也是linux系统（7版本之后）默认的文件系统，特别擅长处理大文件，可支持上百万T字节的存储空间，可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，相当于虚拟内存，简而言之就是在硬盘上划分一部分容量作为内存来使用，能够在一定程度上缓解物理内存不足的问题，一般建议交换分区的大小设置为物理内存的1.5-2倍。

5、实验环境

虚拟机系统：CentOS Linux release 8.0.1905 (Core)
**加粗样式**

二、添加新硬盘

因为要用两种方式给硬盘分区，所以为虚拟机添加两块硬盘，100G和2T大小
在这里插入图片描述
添加之后需要重启系统，重启之后登陆系统用fdisk -l命令可以看到新硬盘的信息，用lsblk命令也可以查看

fdisk：磁盘及分区管理工具，大多数linux系统自带的工具
在这里插入图片描述

要对哪块硬盘进行分区或者管理就使用fdisk后面跟设备名称，如fdisk /dev/sdc

如果不知道怎么用fdisk工具可以借助帮助

三、磁盘分区

1、MBR分区（使用fdisk工具）

一般小于2T的硬盘我们都可以用fdisk来分区就可以了，给sdc创建一个主分区sdc1，分配的大小是50G
fdisk /dev/sdc
n：新建一个分区
在这里插入图片描述
w：保存分区并退出

p：打印分区表信息

分区类型e：扩展分区

ID=82 swap分区
分区类型l：逻辑分区

F：查看未分配的空间

q：直接退出不保存

l：列出所有分区类型

t：改变分区类型

2、GPT分区（使用parted工具）

什么是GPT：与支持最大卷为 2 TB (terabytes) 并且每个磁盘最多有 4 个主分区（或 3 个主分区，1 个扩展分区和无限制的逻辑驱动器）的主启动记录 (MBR) 磁盘分区的样式相比，GUID 分区表 (GPT) 磁盘分区样式支持最大卷为 18 EB (exabytes) 并且每磁盘最多有 128 个分区。与 MBR 分区的磁盘不同，至关重要的平台操作数据位于分区，而不是位于非分区或隐藏扇区。另外，GPT 分区磁盘有多余的主要及备份分区表来提高分区数据结构的完整性。

我们新加的第二块硬盘是2TB的，需要用GPT分区方式，即使用parted工具
parted /dev/sdb
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mklabel gpt：创建gpt分区表

mkpart primary 0 1T
#mkpart 后面跟名称，随便取，0 1T表示需要指定从多少开始多少结束

mkpart second 1T 1.5T

rm 2：删除分区2

print：打印分区表

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q：保存退出

四、格式化和挂载

1、XFS文件系统

因为在CentOS 7之后的linux系统默认使用的是xfs系统，所以这里以xfs系统为例格式化分区，当然也可以格式化成你需要的文件系统类型，用mkfs.两下tab可以快速看到系统所支持的文件系统类型
在这里插入图片描述
mkfs.xfs /dev/sdc1
mkfs -t xfs /dev/sdc1

blkid命令可以查看分区的UUID和文件系统类型，后跟具体分区，如果没有跟参数，默认会列出系统中所有设备的UUID和文件系统类型

格式化后必须要挂载分区，新的分区才能被应用到系统使用，用mount命令挂载分区
mount /dev/sdc1 /opt
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如果要永久挂载，随系统启动，请写进/etc/fstab文件里，/dev/sdc1也可以用UUID来代替，UUID每个设备唯一的，比设备名称稳定

/etc/fstab文件解读：

第一列：设备名称或者UUID
第二列：挂载点
第三列：文件系统（xfs，ext4，iso9660等）
第四列：默认defaults
第五列：是否做dump备份，0不备份，1每天备份，2不定期备份
第六列：开机时是否检查扇区，0不检查，1最早检查（一般是根目录），2在1检查完之后检查

注：GPT的硬盘分区格式化和挂载的方式同MBR硬盘分区

2、SWAP交换分区

1、概述

当内存不足时，内核会杀死一些进程，为了避免出现OOM，一般有两种方法：
1、提升内存容量
2、把硬盘容量拿来当内存使用，就是虚拟内存，当没有办法提升实际内存容量的时候，就需要用到第二种方法，也就是交换分区了

2、格式化swap

这里用了一块之前已经分好的硬盘分区来做swap，也可以添加一块新硬盘创建新的分区作为swap，看具体需求，sdc5是逻辑分区，使用mkswap命令格式化分区为swap
mkswap /dev/sdc5
在这里插入图片描述
格式化好了之后用blkid查看一下

3、启用、禁用和查询swap

如果要使用swap必须要先开启swap，应用之前先看一下系统现有的swap空间大小，可以使用free -m命令（-m表示单位为M）
free -m：查看内存使用情况
在这里插入图片描述
用swapon -s查看所有swap分区，现在系统只有一个默认的swap分区sda2（装系统时装的）

用swapon命令后面跟具体的设备名称来启用swap分区
swapon /dev/sdc5

除了free -m可以查看swap以外，也可以查看/proc/meminfo这个文件里面也会实时记录系统的内存的使用量
cat /proc/meminfo | grep “SwapTotal”
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