Linux磁盘管理与文件系统
- 一.磁盘基础
- 二.MBR与磁盘分区表示
- 三.文件系统类型
- 四.检查并确认新硬盘 fdisk
- 五.创建文件系统（格式化） mkfs
- 六.创建交换文件系统 mkswap
- 七.挂载、卸载文件系统mount/umount
- 八.查看磁盘使用情况 mount
- 九.设置文件系统的自动挂载
- 十.Windows端/Linux挂载端共享权限设定
一.磁盘基础
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
③ 硬盘存储容量=磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数（512字节）
④ 可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域
⑤ 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硬盘厂一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
1) 主引导记录（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
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
2) 磁盘分区结构
① 硬盘中的主分区数只有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
• 主启动记录(MBR) 磁盘分区
MBR是主引导记录，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。分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16字节
• 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
补充：
• 一般来说有两种分区方式 ：MBR和GPT
• GPT格式，打破了MBR的限制，可以设置多达128个分区，分区的大小根据操作系统的不同有所变化，支持高达 18EB (1EB=1024PB，1PB=1024TB) 的卷大小
与 MBR 分区的磁盘不同，GPT的分区信息是在分区中，而不象MBR一样在主引导扇区。为保护GPT不受MBR类磁盘管理软件的危害，GPT在主引导扇区建立了一个保护分区 (Protective MBR)的MBR分区表，这种分区的类型标识为0xEE，这个保护分区的大小在Windows下为128MB，Mac OS X下为200MB，在Window磁盘管理器里名为GPT保护分区，可让MBR类磁盘管理软件把GPT看成一个未知格式的分区，而不是错误地当成一个未分区的磁盘
三.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 SWAP，交换文件系统
• 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支持的其它文件系统类型
EXT4（centos6）
FAT32
NTFS
LVM
四.检查并确认新硬盘 fdisk
① fdisk命令
查看或管理磁盘分区
fdisk -l 【磁盘设备】或 fdisk 【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
• System: 分区类型
② 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
③ 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
五.创建文件系统（格式化） mkfs
① mkfs命令
make Filesystem,创建文件系统（格式化）
mkfs -t 文件系统类型 分区设备
② 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/ sdbl
六.创建交换文件系统 mkswap
① mkswap命令
make swap,创建交换文件系统
mkswap 分区设备
② 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
补充：Linux内核为了提高读写效率与速度，会将文件在内存中进行缓存，这部分内存就是Cache Memory(缓存内存)。即使你的程序运行结束后，Cache Memory也不会自动释放。这就会导致你在Linux系统中程序频繁读写文件后，你会发现可用物理内存变少。当系统的物理内存不够用的时候，就需要将物理内存中的一部分空间释放出来，以供当前运行的程序使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序，这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中，等到那些程序要运行时，再从Swap分区中恢复保存的数据到内存中。这样，系统总是在物理内存不够时，才进行Swap交换
七.挂载、卸载文件系统mount/umount
① mount命令
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 -0 loop IS0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;或用来描述特殊设备，用loop指定
mount /dev/ cdrom /mnt
mount /dev/sdb1 /opt
挂载已下载到系统中的镜像文件
mount -o loop Cent0S-7-x86_ 64-DVD-1708.iso /media
② umount命令
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 存储设备位置
umount 挂载点目录
在当前目录下：
umount [-lf] 存储设备或者挂载点目录
-l 表示解除正在繁忙的文件系统
-f 表示强制
③ 举例
mount [-t类型] 存储设备 挂载点目录
umount 挂载点目录：
umount 存储设备位置：
八.查看磁盘使用情况 mount
① 直接 mount 目录
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
九.设置文件系统的自动挂载
① /etc/fstab配置文件
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
② 格式
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 (默认参数)、rw (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.
③ 举例
十.Windows端/Linux挂载端共享权限设定
1.解禁Guest
右击我的电脑选择管理–>本地用户和组–>在用户项中双击Guest用户–>取消账号已禁用选项
2.设置共享目录权限
右击共享目录点属性–>在共享页面中点击共享选项–>下拉选择共享对象为Everyone–>点击共享按钮
3.设置本地策略
打开命令框–>输入secpol.msc–>选择本地策略
用户权限分配–>拒绝从网络访问这台计算机–>把Guest用户删除
安全选项–>网络访问:本地账户的共享和安全模型–>下拉选择仅来宾
Linux挂载端:
1.扫描共享目录
smbclient -L //192.168.80.1/
Windows端的IP地址
不需要输入密码直接回车
2.挂载共享目录
yum install -y cifs-utils
mkdir /data
mount.cifs / /192.168.80.1/share /data
不需要输入密码直接回车
df -h
ls /data
注意接下来这一步操作，要选上，要不然在Linux系统会报错；记得重启电脑才行
接下来，进入X-shell操作，先看一下windows端的IP地址
举例 添加新硬盘进行分区：
1.添加新的硬盘
2.fdisk -l没有找到新的硬盘，reboot重启一下
3.进行磁盘分区1
注：如果分好了，却看不到。可以执行partprobe,将系统重启一次
4.格式化mkfs
5.根目录里面创建一个新的空目录，进行挂载
6.分扩展区
7.分逻辑区
8.格式化逻辑区
9.挂载逻辑区
10.创建swap
11.在逻辑分区5上创建swap
总结
查看与管理磁盘（fdisk）
在交互系统常用指令（m、n、p、d、t、w、q）
格式化（mkfs）/(mkswap）
挂载、卸载（mount）/（umunt）
自动挂载（vim /etc/fstab）
对新加硬盘进行分区
1.分一个主分区→进行格式化→进行挂载
2.分一个扩展区（不可以直接区扩展区进行格式化）
3.分两个逻辑区→进行格式化→进行挂载（分区从数字5开始）
4.创建swap交换文件系统（可以选择在哪个区进行，-t-82）→格式化（mkswap 设备文件）→开启新的交换分区(swapon 设备文件)
注：分好区最好敲一下partprobe 检测新的分区情况，当然怎样划分区，具体根据实际情况
