磁盘管理，文件系统，挂载-编程知识

一，硬盘管理

（一），磁盘基础知识

1，磁盘在linux 的表现形式

一般在 /dev

[root@localhost data]#ll /dev/sd*
brw-rw---- 1 root disk 8,  0 2月  21 19:27 /dev/sda
brw-rw---- 1 root disk 8,  1 2月  21 19:27 /dev/sda1
brw-rw---- 1 root disk 8,  2 2月  21 19:27 /dev/sda2
brw-rw---- 1 root disk 8,  3 2月  21 19:27 /dev/sda3
此处的8代表设备的类型
8后的数字代表第几类的第几块设备
sda   指第一块硬盘   
s代表接口  接口决定了数据传输的速率  scsi  sata
d  代表   磁盘
a  代表第一块盘   b 代表第二块

2，硬盘接口的类型

IDE：133MB/s，并行接口，早期家用电脑
SCSI：640MB/s，并行接口，早期服务器
SATA：6Gbps，SATA数据端口与电源（长的电源，数据线短的）端口是分开的，即需要两条线，一条数据线，一条电源线
SAS：6Gbps，SAS是一整条线，数据端口与电源端口是一体化的，SAS中是包含供电线的，而SATA中不包含供电线。SATA标准其实是SAS标准的一个子集，二者可兼容，SATA硬盘可以插入SAS主板上，反之不行。
M.2：笔记本
光纤接口

3，服务器硬盘尺寸大小

LFF：3.5寸，一般见到的那种台式机硬盘的大小

SFF：Small Form Factor 小形状因数，2.5寸，注意不同于2.5寸的笔记本硬盘

L、S分别是大、小的意思，目前服务器或者盘柜采用sff规格的硬盘主要是考内虑增大单位密度内的磁盘容量、增强散热、减小功耗

2.5 ------> 3.5 使用

3.5 是无法转换成 2.5

4，硬盘分类

机械硬盘，固态硬盘

如何查看磁盘是固态还是机械？

lsblk -d -o name,rota

1 固态 0 机械

（二）磁盘分区

1，为什么要分区

优化I/O性能（读写性能）
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，分区缺点

①一旦分区，无法修改大小

②只能使用连续的空间

③没有备份，冗余的功能

3，分区方式

① MBR

MBR 只能对2t 以下的盘进行分区

②GPT

可以对2t以上的盘进行分区

（三）磁盘分区具体原理

1，MBR具体分区方法

mbr 第一个扇区（512字节）里有：

①主引导记录：引导硬件找到操作系统 446字节的小程序（这个只是grub程序的一部分）

446字节

②分区表记录了分区的开始和结束的位置一个分区表要占16字节 4乘以16=64 所以mbr 只能分4个主分区

64字节

③标记位 55 aa (还有两个字节)

2字节

2，为什么MBR 只能对2t 以下的盘进行分区

MBR磁盘采用MBR分区表，由于MBR用4个字节存储分区总扇区数，最大可以表示2的32次方，1个扇区512字节，得出分区的容量或者磁盘容量都不能超过2T

3,mbr 分区类型

①主分区

可以直接使用

②扩展分区（特殊的主分区）

不可以直接使用，无论你分多大，最后只显示1k 需要再分逻辑分区

作用：为了让你可以分超过4个分区

扩展分区不是用的，是存储了逻辑分区的分区表

③逻辑分区

需要先有扩展分区

逻辑分区的序号始终从5开始

因此总的来说，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。

4，GPT分区

GPT：GUID（Globals Unique Identifiers） partition table 支持128个分区，使用64位，支持8Z（512Byte/block ）64Z （ 4096Byte/block）

使用128位UUID(Universally Unique Identifier) 表示磁盘和分区 GPT分区表自动备份在头和尾两份，并有CRC校验位UEFI (Unified Extensible Firmware Interface 统一可扩展固件接口)硬件支持GPT，使得操作系统可以启动

GPT分区结构分为4个区域：

GPT头
分区表
GPT分区
备份区域

不需要逻辑分区和扩展分区

二，文件系统

用来管理（增删改查）文件的程序

（一）文件系统理论

1，超级块（super block）

负责描述当前这个分区有哪些块组，从哪里开始从哪里结束

2，块组描述符表

（GDT)ext文件系统每一个块组信息使用32字节描述，这32个字节称为块组描述符，所有块组的块组描述符组成块组描述符表GDT(group descriptor table)。虽然每个块组都需要块组描述符来记录块组的信息和属性元数据，但是不是每个块组中都存放了块组描述符。将所有块组的块组信息组成一个GDT保存,并将该GDT存放于某些块组中，类似存放superblock和备份superblock的块

3，块位图（block bitmap）

描述此块是否使用 0 未使用 1使用

4，节点位图（inode bitmap）

inode节点位图 0 未使用 1使用

（二）常见文件系统

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

2，swap

当内存不足时将硬盘的空间转换成内存使用

swap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 ，FAT16、FAT32、

且最大只能支持32GB分区，单个文件也只能支持最大4GB

4 ，NTFS windows 默认

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

5，EXT4

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=1024*1024TB

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

1EB=1024PB

1PB=1024TB

1TB=1024G

（三）linux 中默认的文件系统

centos7默认是XFS

centos6默认是ext4

三，挂载

（一）挂载格式

mount 存储设备挂载点目录

（二）挂载镜像文件

mount -o loop 没硬盘情况下

（三）挂载U盘

先将u 盘格式化

四，文件系统修复步骤

（一）查看

两种方法

badblocks 检查坏道

tune2sf -l /dev/sdb1 查看文件系统特性

（二）解挂载

umount

（三）修复

fsck /dev/sdb1 =y

（四）再挂载

注意：不一定能修复，看运气

五，如何新建一个磁盘

1，分区

在linux 必须分区

2，文件系统

是一类软件的总称主要作用管理文件（大小，权限）

3，挂载

硬盘和系统内的文件夹做关联，使用该文件夹等于使用硬盘

（一）分区工具

lsblk 列块设备（看硬件）
fdisk 管理MBR分区（看磁盘）

fdisk -l 看所有

fdisk -l /dev/sda 看sda
gdisk 管理GPT分区
partprobe 重新设置内存中的内核分区表版本，适合于除了CentOS 6 以外的其它版本 5，7，8

（二）实验步骤，如何新建一个磁盘并分区

1，lsblk 列出块设备，可以看到我们此时只有sda磁盘2，添加一个磁盘后，重启可以看到。但生产环境一般不允许重启，用

echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan;echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host1/scan;echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan

该命令刷新硬盘供电的三个接口，此处做了别名scan

3,可以看到sdb 磁盘

4，使用fdisk命令分区

n 新建分区 d删除分区 p打印分区列表

w 保存退出 q 退出不保存 t改变分区类型

5，下一步选择主分区 p

p 主分区 e 扩展分区（l逻辑分区）建了扩展分区才有逻辑分区

6,给分区1 10G

7,分区会出现延迟的情况,因为你对硬盘的更改在内存里，内存到硬盘还需要时间。刷新 partprobe

此时可以看到sdb 有sdb1的分区了

8，分区后还需要格式化（装文件系统）

mkfs.xfs 设备名格式化

9，格式之后挂载

（三）永久挂载

mount 挂载是临时挂载，想自动挂载即永久挂载要写到文件里去，挂载相关的信息在 /etc/fstab

1, 输入 vim /etc/fstab

注意注意注意：设备名最好用uuid, sdb1 名字不准

2，所以我们先查询 sdb1 的uuid 输入blkid 命令

复制UUID="XXXXXXXXX" UUID= 也要复制把双引号去掉

3，格式如下 wq 保存退出4，如果 /etc/fstab 文件里有错误，服务器就重启不了了，所以这边先重新挂载一次，防止出错

用 mount -a 命令

5，如果 /etc/fstab 文件里有错误，服务器就重启不了，会进入crtl d 报错页面

（四）总结

1，lsblk 先查看磁盘

2，装新磁盘

3，重启或者刷新磁盘三个接口 echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan;echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host1/scan;echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan

4，看到新磁盘，使用fdisk命令分区

5，新建一个分区后 mkfs.xfs 设备名格式化（即给分区装文件系统）

6，永久挂载

7，先查询分区的uuid 输入blkid 命令

8，输入 vim /etc/fstab 将复制的uuid号填进去，并把剩余填写完整

9，为了安全性，mount -a 重新挂载一次