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磁盘

1磁盘结构

1.1硬盘的物理结构

1.2硬盘的数据结构

1.3硬盘存储容量

2、MBR与磁盘分区

2.1 为什么分区

2.2硬盘分区

3、文件系统

3.1 文件系统：

 3.1.1 XFS

3.1.2 swap

3.1.3FAT16、FAT32

3.1.4NTFS（xfs）

3.1.5EXT4

3.1.6 JFS

4、分区工具

4.1 fdisk

4.2 blkid

4.3mkfs

4.4 mkswap

5、挂载与解挂载

5.1mount

永久挂载

5.2 df

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磁盘

磁盘空间的管理，使用硬盘三步

1. 分区：

2. 文件系统：

3. 格式化：

4. 挂载：

   磁盘损坏数据没了，容错，提高性能raid

   逻辑卷空间动态化扩容，空间变大变小

1磁盘结构

1.1硬盘的物理结构

 

• 盘片：硬盘有多个盘片，每盘片有2面（正反两面）

• 磁头：每面一个磁头，并不是只有一个磁头，磁头也不会碰到盘面，磁头等于盘片数量

1.2硬盘的数据结构

• 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（扇区越多容量越大）

• 磁道：同一盘片不同半径的同心圆

• 柱面：不同盘片相同半径构成的圆（柱面和磁道数量相同）

1.3硬盘存储容量

• 硬盘存储容量＝磁头数（8个2进制）×磁道（柱面）数×每道扇区数（6个二进制）×每扇区字节数

  1柱面=512 * 扇区数/磁头数×磁道=51263255=7.84M

• 可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域

2、MBR与磁盘分区

2.1 为什么分区

• 优化I/O性能

• 实现磁盘空间配额限制

• 提高修复速度  

• 隔离系统和程序

• 安装多个OS

• 采用不同文件系统

2.2硬盘分区

  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

MBR：Master Boot Record，1982年，使用32位表示扇区数，分区不超过2T

总的来说，硬盘分区有 3 种，分别是主分区、扩展分区和逻辑分区。对于一个硬盘来说，主分区至少有 1 个，最多有 4 个；扩展分区可以没有，最多只能有 1 个，且主分区+扩展分区总共不能超过 4 个；逻辑分区可以有若干个。

3、文件系统

常见的硬件设备在/dev目录下

3.1 文件系统：

是操作系统用于明确存储设备或分区上的文件的使用方法和数据结构；即在存储设备上组织使用文件的 方法。操作系统中负责管理和存储文件信息的软件结构称为文件管理系统，简称文件系统 从系统角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进 行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的 存取，安全控制，日志，压缩，加密等。

总结：用来管理（增删改查恢复）文件的程序

查看当前系统支持的 文件类型

 3.1.1 XFS

• 根据所记录的日志在很短的时间内迅速恢复磁盘文件内容

• 用优化算法，日志记录对整体文件操作影响非常小

• 是一个全64-bit的文件系统，最大可以支持8EB的文件系统，1EB=1024PB1PB=1024TB（这里才到TB1TB=1024GB

• 而支持单个文件则达到8EB能以接近裸设备I/O的性能存储

3.1.2 swap

wap交换分区是系统RAM的补充，swap 分区支持虚拟内存。当没有足够的 RAM 保存系统处理的数据 时会将数据写入 swap 分区，当系统缺乏 swap 空间时，内核会因 RAM 内存耗尽而终止进程。配置过 多 swap 空间会造成存储设备处于分配状态但闲置，造成浪费，过多 swap 空间还会掩盖内存不足。

3.1.3FAT16、FAT32

且最大只能支持32GB分区，单个文件也只能支持最大4GB。

3.1.4NTFS（xfs）

NTFS文件系统所具备3个功能：错误预警功能、磁盘自我修复功能和日志功能，单个文件64GB

3.1.5EXT4

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1EB=1024PB=1024TB

3.1.6 JFS

主要是为满足服务器的高吞吐量和可靠性需求而设计、开发的。单个文件最大限制16TB，该文件系统最大支持1PB的容量。1PB=1024TB

4、分区工具

4.1 fdisk

格式：fdisk -l [磁盘设备]

fdisk [磁盘设备]

• m 打印出菜单

• p 打印出当前分区表

• n 新建一个分区

• d 删除一个分区

• t 改变分区的属性，系统ID

• w 保存

• q 不保存退出

• Device：分区的设备文件名称。
  Boot：是否是引导分区。若是，则有“*”标识。主系统
  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。83 表示 Linux 中的 XFS 分区或 EXT4 分区、8e 表示 LVM 逻辑卷。LVM 是 Linux 操作系统中对磁盘分区进行管理的一种逻辑机制,与之相关的知识将在后面的章节介绍。
  System：分区类型。识别到新的硬盘设备后，就可以在该硬盘中建立新的分区了。在 Linux 操作系统中，分区和格式化的过程是相对独立的

• [root@localhost data]#fdisk /dev/sdb
  欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

  更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
  使用写入命令前请三思。

  
  命令(输入 m 获取帮助)：
  输入 n 后
        p 主分区 e扩展分区  1逻辑分区
        设置分区：1（范围1-4 ，如按回车代表默认值）
        设置分区大小：+20G （指定大小为20G ，回车代表默认使用全部空间）

  
  #####创建后分区如果分区未出现可以使用 partprobe 刷新检测分区表。

4.2 blkid

查看块设备属性信息

4.3mkfs

创建文件系统（格式化）常用选项

-t {ext2|ext3|ext4|xfs} 指定文件系统类型
-b {1024|2048|4096} 指定块 block 大小
-L ‘LABEL’ 设置卷标
-j 相当于 -t ext3， mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3-i 
-i    # 为数据空间中每多少个字节创建一个inode；不应该小于block大小
-N  # 指定分区中创建多少个inode
-I 一个inode记录占用的磁盘空间大小，128---4096
-m  # 默认5%,为管理人员预留空间占总空间的百分比
-O FEATURE[,...] 启用指定特性-O ^FEATURE 关闭指定

[root@192 ~]# mkfs         mkfs -t ext4=mkfs.ext4 
mkfs         mkfs.cramfs  mkfs.ext3    mkfs.fat     mkfs.msdos   mkfs.xfs
mkfs.btrfs   mkfs.ext2    mkfs.ext4    mkfs.minix   mkfs.vfat

4.4 mkswap

swap

特殊的文件系统，缓解内存不足，为了个别应为程序加内存有点浪费

添加交换分区的空间

mkswap + 分区

swapon +分区 开启

swapoff +分区 关闭

5、挂载与解挂载

5.1mount

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 fstype 指定要挂载的设备上的文件系统类型,如:ext4,xfs
-r readonly，只读挂载
-w read and write, 读写挂载,此为默认设置,可省略
-n 不更新/etc/mtab，mount不可见
-a 自动挂载所有支持自动挂载的设备(定义在了/etc/fstab文件中，且挂载选项中有
auto功能)
-L 'LABEL' 以卷标指定挂载设备
-U 'UUID' 以UUID指定要挂载的设备
-B, --bind 绑定目录到另一个目录上
-o options：(挂载文件系统的选项)，多个选项使用逗号分隔
 async   异步模式,内存更改时,写入缓存区buffer,过一段时间再写到磁盘中，效率高，但不安全
 sync   同步模式,内存更改时，同时写磁盘，安全，但效率低下
 atime/noatime 包含目录和文件
 diratime/nodiratime 目录的访问时间戳
 auto/noauto 是否支持开机自动挂载，是否支持-a选项
 exec/noexec 是否支持将文件系统上运行应用程序
 dev/nodev 是否支持在此文件系统上使用设备文件
 suid/nosuid 是否支持suid和sgid权限
 remount 重新挂载
 ro/rw 只读、读写   
 user/nouser 是否允许普通用户挂载此设备，/etc/fstab使用
 acl/noacl 启用此文件系统上的acl功能
 loop 使用loop设备
 _netdev   当网络可用时才对网络资源进行挂载，如：NFS文件系统
 defaults 相当于rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async

[root@192 ~]# mount /dev/sr0 /opt
mount: /dev/sr0 写保护，将以只读方式挂载
[root@192 ~]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root   37G  5.7G   32G   16% /
devtmpfs                 977M     0  977M    0% /dev
tmpfs                    993M     0  993M    0% /dev/shm
tmpfs                    993M  9.0M  984M    1% /run
tmpfs                    993M     0  993M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               1014M  161M  854M   16% /boot
tmpfs                    199M   12K  199M    1% /run/user/42
tmpfs                    199M     0  199M    0% /run/user/0
/dev/sr0                 4.3G  4.3G     0  100% /opt
 

####查看是否为挂载点
# findmnt  查看 设备的详细信息
[root@localhost opt]# findmnt /sdb1 
TARGET SOURCE    FSTYPE OPTIONS
/sdb1  /dev/sdb1 xfs    rw,relatime,seclabel,attr2,inode64,noquota

选项	功能
rw/ro	是否对挂载的文件系统拥有读写权限，rw 为默认值，表示拥有读写权限；ro 表示只读权限。
async/sync	此文件系统是否使用同步写入（sync）或异步（async）的内存机制，默认为异步 async。
dev/nodev	是否允许从该文件系统的 block 文件中提取数据，为了保证数据安装，默认是 nodev。
auto/noauto	是否允许此文件系统被以 mount -a 的方式进行自动挂载，默认是 auto。
suid/nosuid	设定文件系统是否拥有 SetUID 和 SetGID 权限，默认是拥有。
exec/noexec	设定在文件系统中是否允许执行可执行文件，默认是允许。
user/nouser	设定此文件系统是否允许让普通用户使用 mount 执行实现挂载，默认是不允许（nouser），仅有 root 可以。
defaults	定义默认值，相当于 rw、suid、dev、exec、auto、nouser、async 这 7 个选项。
remount	重新挂载已挂载的文件系统，一般用于指定修改特殊权限。

永久挂载

需要 将文件写入 /etc/fstab

UUID 可以确保唯一

在/etc/fstab 文件中，每一行记录对应一个分区或设备的挂载配置信息，这些信息从左到右包括6个字段（使用空格或制表符分隔），各部分的含义如下所述。
/dev/sdb1    /mnt                       xfs     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“-o”选项后可使用的参数。例如，defaults、rw、ro、noexec 分别表示默认参数、可写、只读、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。根分区应设为 1，其他分区设为 2。
通过在/etc/fstab 文件中添加相应的挂载配置，可以实现开机后自动挂载指定的分区。例如，执行以下操作将添加自动挂载分区/dev/sdb1 的配置记录

5.2 df

df [OPTION]... [FILE]