磁盘管理与文件系统 ——理论知识浅析
一、磁盘结构
1.1、硬盘的磁盘结构
（1）盘片：硬盘有多个盘片,每盘片2面
（2）磁头：每面一个磁头
1.2、扇区硬盘的数据结构
（1）、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
（2）、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
（3）、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
1.3、基本概念
（1）、硬盘存储容量=磁头数×磁道(柱面)数×每道扇区数x每扇区字节数(512字节)
（2)、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、 SATA、 SCSI、 SAS、光纤通道
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
二、MBR与磁盘分区表示
2.1、主引导记录(MBR: Master Boot Record)
(1)、MBR位于硬盘第一个物理扇区处
(2)、MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表
(3）、分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16个字节
（4)、Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件
注意：
Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件
/dev/sdb5
sd表示SCSI设备 ， hd表示IDE设备
硬盘的顺序号，以字母a、b、c…表
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。
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
2.2、磁盘分区结构
（1）、硬盘中的主分区数目只有4个
（2）、主分区和扩展分区的序号限制在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
2.3、文件系统类型
（一）、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、CentOS 7系统中默认使用的文件系统
（二）、SWAP 交换文件系统
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
（三）、 Linux支持的其它文件系统类型
EXT4、FAT32、NTFS（windows支持的文件类型）、 LVM
三、检测并确认新硬盘
3.1、fdisk命令
交互模式中的常用指令
m、p、 n、 d、 t、 w、q
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
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、82代表交换文件系统、8e表示LVM逻辑卷。
System：分区类型。
3.2、创建磁盘
创建磁盘前，应先关闭虚拟机，然后再新建硬盘
ps：不能直接使用系统盘进行管理，不然会使电脑系统奔溃
使用fdisk -l查看新磁盘是否创建成功
3.3、创建分区详细步骤
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。
进入新建磁盘后，“n”创建新分区，“p”创建主分区，按enter键，选择起始扇区大小，选择默认值，再enter键 ，在这要选择容量大小，此处选择10G
最后要“w”保存，一个主分区就创建好了，其他扩展分区，逻辑分区步骤与此相同，就不在介绍
分区分完后不能直接使用，需要将磁盘格式化之后才能使用，而格式化只需要格式化xfs格式的，即主分区就可。格式化的方法有两个，一种是：mkfs -t xfs /dev/sdb1 另一种是：mkfs.xfs /dev/sdb1
ps：硬盘变更（特别是正在使用的硬盘）的分区设置好以后最好重启一下系统，或者执行一下“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
四、创建文件系统
4.1、mkfs命令
创建文件系统
创建文件系统的过程即格式化分区的过程
mkfs -t xfs /dev/sdb1
mkfs.xfs /dev/sdb1
4.2、mkswap命令
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
–>3
–>82
mkswap /dev/sdb3
swapon /dev/sdb3 #启用新增加的交换分区
swapoff /dev/sdb3 #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
利用df -h查挂载点
swapon -s 查看每个分区的swap状态信息
五、挂载、卸载文件系统
5.1、手动挂载
（一）挂载
（1）、常用选项
-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；或用来描述特殊设备,用loop指定
mount /dev/cdrom /mnt
mount /dev/sdbl /opt
挂载已下载到系统中的镜像文件
mount -o loop Centos-7-x86_64-DVD-1708.iso /media
（2）、查看磁盘使用情况
–>直接mount命令
–>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
-h：显示分区的容量单位 -T：显示文件系统的类型
（二）、卸载
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 [-If] 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
使用umount 命令卸载挂载的文件系统，当出现“目标忙”的错误时，是因为正处于该磁盘下，需要退出到根目录进行卸载操作
5.2、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/sdbl /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。
第2字段：文件系统的挂载点目录的位置。
第3字段：文件系统类型,如xfs, swap等。
第4字段：挂载参数，即mount命令"-0"选项后可使用的参数。例如, defaults (默认参数)、w (可读写)、ro (只读)、noexec (禁用执行程序)。
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。
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。根分区可设为1,其他分区设为2
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。所以需要在该文件中将需要自动挂载的文件保存进去
wq”保存以后，使用“init 6”命令重启，也将虚拟机重启一下，然后重新连上后发现两个文件已经自动挂载了。