LIinux之磁盘管理与文件系统

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文章目录

• 前言
• 一、磁盘（硬盘）基础
• • 1.硬盘的物理结构
  • 2.硬盘的数据结构
  • 3.磁盘接口类型（了解）
• 二、MBR与磁盘分区表示
• • 主引导记录（MBR：Master Boot Record）
  • 磁盘分区结构
• 三、检测并确认新硬盘
• • 1.fdisk命令
  • 2.新增硬盘
  • 3.对新增硬盘进行分区：fdisk
  • 4.创建文件系统：mkfs
  • 5.创建交换文件系统：mkswap
  • 6.挂载、卸载设备文件命令：mount ,umount
• 四、df、free、blkid 命令
• 五、实操:创建分配主分区
• • 1.1实验：设置 主分区1 大小是4G：
  • 1.2实验：创建文件系统、挂载分区
  • 1.3实验：创建扩展分区
  • 1.4 实验：创建逻辑分区
  • 1.5实验：更改分区类型为 Swap
  • 1.7实验：挂载解挂与目录的关系
• 六、文件系统类型
• • 1.XFS文件系统
  • 2.SWAP：交换文件系统
  • 3.Linux支持的其他文件系统类型
  • 4.设置文件系统自动挂载：/etc/fstab
  • 5.自动挂载实验

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前言

Linux 中首先创建硬盘，然后对因硬盘进行分区，分完区之后要进行格式化（创建文件系统），最后进行挂载。

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一、磁盘（硬盘）基础

 **在 Linux 系统中，文件系统是创建在硬盘上的。**因此，要想彻底理解文件系统的管理机制，就要先从了解硬盘开始。

磁盘结构：

 机械硬盘主要由磁盘盘片、磁头、主轴与传动轴等组成，数据存放在磁盘盘片中。硬盘是上下双磁头，盘片在两个磁头中间高速旋转。

1.硬盘的物理结构

• 盘片：硬盘有多个盘片，每盘片2面
• 磁头：每面一个磁头

2.硬盘的数据结构

• 扇区：盘片被分为多个扇形区域，每个扇凶存放 512字节 的数据，是硬盘的最小存储单位；
• 磁道：同一盘片有许多不同半径的同心圆，是由磁头在盘片表面划出的圆形轨迹，最外面的同心圆就是 0 磁道；
• 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；（具有相同编号的磁道会形成一个圆柱，这个圆柱就被称作磁盘的柱面）
  

磁盘知识点

• 硬盘存储容量 = 磁头数 × 磁道(柱面)数 x 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—定位磁盘上每一个区域；
• 磁盘接口种类有：IDE（快要淘汰了）、SATA、SCSI、SAS（新一代SCSI技术）、光纤通道；

硬盘自我话术概况：
 一个磁盘由多个盘片组成，一个盘片，每一个扇型结构就一个扇区，扇区为512字节，然后磁头会在盘面上画圆，画出来的圆就是磁道，然后每个磁道有同心圆，同心圆作为的扇区，一个扇区把多个盘面组成的扇区叫做柱面，磁头数 × 磁道(柱面)数 x 每道扇区数 × 每扇区字节数(512字节)=最后的硬盘存储容量

3.磁盘接口类型（了解）

IDE接口：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 接口：抗干扰性强，支持热插拔等功能，速度快，纠错能力强。
SCSI 接口：小型机系统接口，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，支持热插拔等优势。
SAS接口：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。

二、MBR与磁盘分区表示

主引导记录（MBR：Master Boot Record）

• MBR 位于硬盘第一个物理扇区处（512字节）
• MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表
• 分区表个分区有4个分区记录区，每个分区记录区占16个字节
• MBR 总共 512字节，前446字节是主引导记录，分区表保存在MBR扇区中的 第447-510字节中。
• Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件
• 主启动记录 (MBR）磁盘分区支持最大卷为 2.2 TB，每个磁盘最多有4个主分区，或3个主分区、1个扩展分区，在扩展分区里面可分多个逻辑分区。
  

/dev这个字段:代表硬件设备文件所在的目录
hd这个字段:表示设备类型

• hd：表示IDE设备
• sa:表示SCSI设备

a这个字段：代表硬盘的顺序号，以字母a、b、c…表示
5这个字段：代表分区的顺序号，以数字1、2、3…表示

磁盘分区结构

• 硬盘中主分区数目只有4个
• 主分区和开展扩展分区的序号限制在1~4
• 扩展分区再分为逻辑分区
• 逻辑分区的序号讲始终从5开始
  

三、检测并确认新硬盘

1.fdisk命令

查看或管理磁盘分区
 命令格式： fdisk -l [磁盘设备] 作用：查看磁盘设备信息与分区信息；
 命令格式：fdisk [磁盘设备] 作用：管理磁盘分区

实操：

1.fdisk -l 

• Device（设备）：分区的设备文件名称；

• Boot：是否是 MBR 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，Linux中的 XFS分区 或 EXT4分区表示是 83、LVM 逻辑卷是8e、SWAP 交换分区是82。

• System：分区类型（Linux 表示是主分区，Extended是扩展分区，swap 是交换分区）。

2.新增硬盘

 往现有虚拟机系统中增加硬盘时，如果硬盘类型支持热插拔，则可以直接添加，否则就需要关机后添加磁盘。在虚拟机中则需要重启。

 比如我在虚拟机中添加20G新硬盘，重启系统。

重新开机之后，执行命令 fdisk -l，发现能查看到新增配的 20G磁盘，记住这个新设备名 /dev/sdb 。

注：新增加的硬盘不能直接使用，需要分区、格式化之后才能够实用。

3.对新增硬盘进行分区：fdisk

管理磁盘分区命令：fdisk 设备名，进入分区交互模式；

交换模式中的常用命令

选项	解释说明
m	获取帮助菜单
p	查看分区情况
n	新建分区
d	删除分区
t	变更分区的类型
w	保存分区操作并提出
q	不保存分区操作并退出

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