Linux基础之磁盘管理以及文件系统的操作

一、磁盘管理

1、磁盘结构

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
在这里插入图片描述
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: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

可以用柱面、磁头、扇区来唯一定位磁盘上每一个区域

3)硬盘存储容量
容量=磁头数×磁道(柱面)数×每道扇区数×每扇区字节数(512字节)

4)磁盘接口类型(了解)
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。
光纤通道:光纤通道磁盘大大提高了多磁盘系统的通信速度。热插拔、高度宽带、远程连接、连接设备数量大是光纤通道的主要特性。

2、MBR和磁盘分区

1)主引导区域(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
  • MBR总共512字节,前466字节是主引导记录,分区表保存在MBR扇区中的第477-510字节中
  • 分区表有4个分区记录区,每个分区记录区占16个字节
  • Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件
    /dev/sdb5中的sdb5
    sd 表示SCSI设备(常用) hd 表示IDE设备
    硬盘的顺序号,以字母a、b、c……表示
    分区的顺序号,以数字1、2、3……表示。主分区从1-4,第一个逻辑分区始终从5开始。

2)磁盘分区结构

  • 硬盘中的主分区数目只有4个
  • 主分区和扩展分区的序号限制在1~4
  • 扩展分区再分为逻辑分区
  • 逻辑分区的序号将始终从5开始
  • 主启动记录(MBR)磁盘分区支持最大卷为2.2TB,大于2.2T会用到patede;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)。
    在这里插入图片描述

二、文件系统

1、文件系统类型

1)XFS文件系统

  • 存放文件和目录数据的分区
  • 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系统中默认使用的文件系统

2)交换文件系统-----SWAP

  • 为Linux系统建立交换分区
  • 一般设置为物理内存的1.5~2倍

3)Linux支持的其他文件系统类型
EXT4、FAT32、NTFS、 LVM

2、查看并管理磁盘分区-----fdisk

fdisk -l [磁盘设备]
fdisk [磁盘设备]

在这里插入图片描述

查看磁盘分区
fdisk -l [磁盘设备]
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EXT4分区、8e表示LVM逻辑卷。交换分区是82
System:分区类型。

管理磁盘分区
fdisk /dev/sdb
交互模式中的常用指令:
m:获取帮助菜单
n:新建分区
p:查看分区情况
d:删除分区
t:变更分区的类型
w:保存分区操作并退出
q:不保存分区操作并退出

创建分区步骤
n
	--> p 主分区、e 扩展分区、l 逻辑分区
		--> 设置分区:1  (范围1-4,如按 Enter 键接受默认值)
			--> 设置柱面序列:直接按 Enter 键接受默认值
				--> 设置分区大小:+20G  (指定大小为 20GB,如按 Enter 键接受默认值表示所有空间)
					--w
变更硬盘(特别是正在使用的硬盘)的分区设置以后,建议最好将系统重启一次,或者执行“partprobe”命令使操作系统检测新的分区表情况。以防格式化分区时损坏硬盘中已有的数据。

我这里建过1分区了,所以默认是从2开始的,根据提示进行操作,最后别忘了保存。
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3、创建文件系统(格式化)-----mkfs

命令格式:mkfs -t 文件系统类型 分区设备
        mkfs.文件系统类型 分区设备
示例:mkfs -t xfs /dev/sdb1 
     mkfs.xfs /dev/sdb1 

这里我建了2个分区,从第一分区sdb1开始,这里我已经创建过文件系统,如果要再次创建需要-f覆盖,这里看图了解一下命令格式,sdb2使用第二种方法创建,创建成功会显示文件系统的信息。
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4、创建交换文件系统-------mkswap

命令格式:mkswap 分区设备

创建交换文件系统
创建swap之前,目标分区应先通过fdisk 工具将分区类型ID 号设为 82
fdisk /dev/sdb
-->t
	-->5
		-->82

mkswap /dev/sdb5
swapon /dev/sdb5	#启用新增加的交换分区
swapoff /dev/sdb5	#停用指定的交换分区
swapon -s 			#查看每个分区的swap状态信息
free -m				#查看总的swap状态信息

首先改ID号为82
在这里插入图片描述
下面两张是修改前和修改后的对比,注意以下ID和System的变化
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
建立,启用和停用交换分区
在这里插入图片描述

5、挂载、卸载文件系统------mount、umount

挂载前先格式化
挂载文件系统、ISO镜像到指定文件夹
mount  [-t 类型]  存储设备  挂载点目录
mount  -o loop  ISO镜像文件  挂载点目录
-t:用于指定文件系统类型,通常可以省略,由系统自动识别
-o:挂载参数列表,以英文逗号分隔;如用来描述特殊设备,用loop指定

卸载已挂载的文件系统
卸载前提:挂载的设备或者目录没有被在使用中,要先退出挂载目录
umount [-lf] 存储设备目录或者挂载点目录
-l 表示解除正在繁忙的文件系统
-f 表示强制

查看磁盘使用情况
1.直接 mount 命令

2. df [选项]
-h:显示分区的容量单位
-T:显示文件系统的类型
-i:显示分区的inode号码数量

挂载sdb1到opt目录下
在这里插入图片描述
卸载已挂载的文件系统,有两种方法:
umount /dev/sdb1
umount /opt
在这里插入图片描述

6、设置文件系统的自动挂载

设置文件系统的自动挂载
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。
vim /etc/fstab
/dev/sdb1 /opt xfs defaults 0 0
/dev/sr0 /mnt iso9660 defaults 0 0

第1字段:设备名或设备卷标名。(分区)
第2字段:文件系统的挂载点目录的位置。(挂载点)
第3字段:文件系统类型,如 xfs、swap 等。(文件系统类型)
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)。(挂载参数)
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。(备份)
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。根分区应设为 1,其他分区设为 2。(磁盘检查顺序)

输入后正确的格式,wq后重启,写入的两个挂载,会在重启时自动挂载。
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错误示例一:
输入参数时要确定输入的参数正确,像这里光盘的第三个字段文件系统类型输错了,会导致进不去系统,只能进紧急模式修改正确才可以重新进入。
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错误示例二:
下面时我输错的典范,原因时因为没重新重起一行,看着是下一行的,其实是跟在上面一行的
在这里插入图片描述

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