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Linux 磁盘与文件系统管理

Linux 用户账号与权限管理

在Linux中，我们该如何对磁盘进行分区，格式化、挂载？

硬盘基础知识

1.物理结构

盘片：硬盘有多个盘片，每个盘片两面。（Platter）

磁头：每面一个磁头。（Head）

2.数据结构

磁道：磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道（Track）。

扇区：每个磁道被等分为福哦干个弧段，这些弧段便是扇区（Sector）。扇区是磁盘的最小组成单元，通常是512字节，由于不断提高磁盘的大小，部分厂商设定每个扇区的大小是4096字节。

柱面：在多个盘片构成的盘组中，由不同盘片的面，但处于同一半径圆的多个磁道组成的一个圆柱面（Cylinder）。

3.存储容量

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。

4.磁盘读取响应时间

寻道时间：磁头从开始移动到数据所在磁道所需要的时间，寻道时间越短，I/O操作越快，目前磁盘的平均寻道时间一般在3－15ms，一般都在10ms左右。

旋转延迟：盘片旋转将请求数据所在扇区移至读写磁头下方所需要的时间，旋转延迟取决于磁盘转速。普通硬盘一般都是7200rpm，慢的5400rpm。

数据传输时间：完成传输所请求的数据所需要的时间。

5.扇区、块/簇、page

扇区：硬盘的最小读写单元

块/簇：是操作系统针对硬盘读写的最小单元

page：是内存与操作系统之间操作的最小单元。

  • 扇区 <= 块/簇 <= page

6.硬盘接口

ATA（IDE）：并口，抗干扰性太差，排线占用空间大，逐渐被SATA取代。

SATA：抗干扰性强，支持热拔插，速度快，纠错能力强。

SCSI：广为工作站级个人电脑以及服务器使用，资料传输时CPU占用率较低，转速快，支持热拔插。

SAS：新一代的SCSI技术，与SATA相同，都是采取序列式技术以获得更高的传输速度，可达6Gb/s。

MBR

MBR是主引导记录（Master Boot Record），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。分区表中有4个分区记录区，每个分区记录区占16个字节。

分区表示

  1. IDE接口的设备表示为hdX形式，SCSI接口的设备表示为sdX形式。

  2. X可以为a、b、c等，如第一个IDE设备表示为hda，第二个SCSI设备表示为sdb。

  3. 主分区和扩展分区序号为1~4，逻辑分区从5开始，扩展分区里分逻辑分区。如hda2，sdb5。扩展分区不可存数据，扩展分区中的逻辑分区可以存数据。

文件系统

  1. SWAP：交换文件系统，相当于虚拟内存。能够在一定程度上缓解物理内存不足的问题。

  2. EXT4：第4代扩展文件系统，典型的日志型文件系统，保存有磁盘存取记录的日志数据，便于恢复，在存取性能和稳定性方面更加出色。

  3. XFS：高性能的日志文件系统，擅长处理大文件，能识别PB级别的存储。由于文件系统开启日志功能，所以即使发生宕机也不怕数据遭到破坏，可根据日志记录在短时间内进行数据恢复。

管理磁盘及分区

fdisk 查看分区列表
  • fdisk -l [磁盘设备]

-l：查看磁盘分区列表

[root@localhost ~]# fdisk -l    磁盘 /dev/sda：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区  Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes  扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节  I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节  磁盘标签类型：dos  磁盘标识符：0x000a9fb6       设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System  /dev/sda1   *        2048     4196351     2097152   83  Linux  /dev/sda2         4196352    46139391    20971520   83  Linux  /dev/sda3        46139392    62916607     8388608   82  Linux swap / Solaris  /dev/sda4        62916608    83886079    10484736    5  Extended  /dev/sda5        62918656    83886079    10483712   83  Linux
  • 添加一块60G硬盘，并重启linux。
[root@localhost ~]# reboot  
[root@localhost ~]# fdisk -l    磁盘 /dev/sda：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区  Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes  扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节  I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节  磁盘标签类型：dos  磁盘标识符：0x000a9fb6       设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System  /dev/sda1   *        2048     4196351     2097152   83  Linux  /dev/sda2         4196352    46139391    20971520   83  Linux  /dev/sda3        46139392    62916607     8388608   82  Linux swap / Solaris  /dev/sda4        62916608    83886079    10484736    5  Extended  /dev/sda5        62918656    83886079    10483712   83  Linux    磁盘 /dev/sdb：64.4 GB, 64424509440 字节，125829120 个扇区  Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes  扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节  I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
fdisk 交互模式

m：帮助
p：显示分区列表print
n：创建新分区new
d：删除分区delete
t：转化分区类型type，通过ID号。82swap、83ext4或xfs、bfat32。
w：保存修改write
q：退出quit

1.按m查看帮助

[root@localhost ~]# 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。    Device does not contain a recognized partition table  使用磁盘标识符 0x4ef44485 创建新的 DOS 磁盘标签。    命令(输入 m 获取帮助)：m  命令操作     a   toggle a bootable flag     b   edit bsd disklabel     c   toggle the dos compatibility flag     d   delete a partition     g   create a new empty GPT partition table     G   create an IRIX (SGI) partition table     l   list known partition types     m   print this menu     n   add a new partition     o   create a new empty DOS partition table     p   print the partition table     q   quit without saving changes     s   create a new empty Sun disklabel     t   change a partition's system id     u   change display/entry units     v   verify the partition table     w   write table to disk and exit     x   extra functionality (experts only)

2.分区3个主分区分别为15G、10G、5G。

命令(输入 m 获取帮助)：n  Partition type:     p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)     e   extended  Select (default p): p  分区号 (1-4，默认 1)：1  起始 扇区 (2048-125829119，默认为 2048)：  将使用默认值 2048  Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-125829119，默认为 125829119)：+15G  分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 15 GiB    命令(输入 m 获取帮助)：p    磁盘 /dev/sdb：64.4 GB, 64424509440 字节，125829120 个扇区  Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes  扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节  I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节  磁盘标签类型：dos  磁盘标识符：0xa058335d       设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System  /dev/sdb1            2048    31459327    15728640   83  Linux  
命令(输入 m 获取帮助)：n  Partition type:     p   primary (1 primary, 0 extended, 3 free)     e   extended  Select (default p): p  分区号 (2-4，默认 2)：2  起始 扇区 (31459328-125829119，默认为 31459328)：  将使用默认值 31459328  Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (31459328-125829119，默认为 125829119)：+10G  分区 2 已设置为 Linux 类型，大小设为 10 GiB    命令(输入 m 获取帮助)：n  Partition type:     p   primary (2 primary, 0 extended, 2 free)     e   extended  Select (default p): p  分区号 (3,4，默认 3)：3  起始 扇区 (52430848-125829119，默认为 52430848)：  将使用默认值 52430848  Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (52430848-125829119，默认为 125829119)：+5G  分区 3 已设置为 Linux 类型，大小设为 5 GiB    命令(输入 m 获取帮助)：p    磁盘 /dev/sdb：64.4 GB, 64424509440 字节，125829120 个扇区  Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes  扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节  I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节  磁盘标签类型：dos  磁盘标识符：0xa058335d       设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System  /dev/sdb1            2048    31459327    15728640   83  Linux  /dev/sdb2        31459328    52430847    10485760   83  Linux  /dev/sdb3        52430848    62916607     5242880   83  Linux

3.剩下的空间再分一个扩展分区

命令(输入 m 获取帮助)：n  Partition type:     p   primary (3 primary, 0 extended, 1 free)     e   extended  Select (default e): e  已选择分区 4  起始 扇区 (62916608-125829119，默认为 62916608)：  将使用默认值 62916608  Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (62916608-125829119，默认为 125829119)：  将使用默认值 125829119  分区 4 已设置为 Extended 类型，大小设为 30 GiB    命令(输入 m 获取帮助)：p    磁盘 /dev/sdb：64.4 GB, 64424509440 字节，125829120 个扇区  Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes  扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节  I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节  磁盘标签类型：dos  磁盘标识符：0xa058335d       设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System  /dev/sdb1            2048    31459327    15728640   83  Linux  /dev/sdb2        31459328    52430847    10485760   83  Linux  /dev/sdb3        52430848    62916607     5242880   83  Linux  /dev/sdb4        62916608   125829119    31456256    5  Extended

4.分两个逻辑分区，分别为20G、10G。

命令(输入 m 获取帮助)：n  All primary partitions are in use  添加逻辑分区 5  起始 扇区 (62918656-125829119，默认为 62918656)：  将使用默认值 62918656  Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (62918656-125829119，默认为 125829119)：+20G  分区 5 已设置为 Linux 类型，大小设为 20 GiB    命令(输入 m 获取帮助)：n  All primary partitions are in use  添加逻辑分区 6  起始 扇区 (104863744-125829119，默认为 104863744)：  将使用默认值 104863744  Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (104863744-125829119，默认为 125829119)：  将使用默认值 125829119  分区 6 已设置为 Linux 类型，大小设为 10 GiB    命令(输入 m 获取帮助)：p    磁盘 /dev/sdb：64.4 GB, 64424509440 字节，125829120 个扇区  Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes  扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节  I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节  磁盘标签类型：dos  磁盘标识符：0xa058335d       设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System  /dev/sdb1            2048    31459327    15728640   83  Linux  /dev/sdb2        31459328    52430847    10485760   83  Linux  /dev/sdb3        52430848    62916607     5242880   83  Linux  /dev/sdb4        62916608   125829119    31456256    5  Extended  /dev/sdb5        62918656   104861695    20971520   83  Linux  /dev/sdb6       104863744   125829119    10482688   83  Linux

5.更改sdb3为swap交换分区

命令(输入 m 获取帮助)：t  分区号 (1-6，默认 6)：3  Hex 代码(输入 L 列出所有代码)：82  已将分区“Linux”的类型更改为“Linux swap / Solaris”    命令(输入 m 获取帮助)：p    磁盘 /dev/sdb：64.4 GB, 64424509440 字节，125829120 个扇区  Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes  扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节  I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节  磁盘标签类型：dos  磁盘标识符：0xa058335d       设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System  /dev/sdb1            2048    31459327    15728640   83  Linux  /dev/sdb2        31459328    52430847    10485760   83  Linux  /dev/sdb3        52430848    62916607     5242880   82  Linux swap / Solaris  /dev/sdb4        62916608   125829119    31456256    5  Extended  /dev/sdb5        62918656   104861695    20971520   83  Linux  /dev/sdb6       104863744   125829119    10482688   83  Linux

6.更改sdb2为FAT32分区类型

命令(输入 m 获取帮助)：t  分区号 (1-6，默认 6)：2  Hex 代码(输入 L 列出所有代码)：b    WARNING: If you have created or modified any DOS 6.xpartitions, please see the fdisk manual page for additionalinformation.    已将分区“Linux”的类型更改为“W95 FAT32”    命令(输入 m 获取帮助)：p    磁盘 /dev/sdb：64.4 GB, 64424509440 字节，125829120 个扇区  Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes  扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节  I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节  磁盘标签类型：dos  磁盘标识符：0xa058335d       设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System  /dev/sdb1            2048    31459327    15728640   83  Linux  /dev/sdb2        31459328    52430847    10485760    b  W95 FAT32  /dev/sdb3        52430848    62916607     5242880   82  Linux swap / Solaris  /dev/sdb4        62916608   125829119    31456256    5  Extended  /dev/sdb5        62918656   104861695    20971520   83  Linux  /dev/sdb6       104863744   125829119    10482688   83  Linux

7.删除sdb6分区

命令(输入 m 获取帮助)：d  分区号 (1-6，默认 6)：6  分区 6 已删除    命令(输入 m 获取帮助)：p    磁盘 /dev/sdb：64.4 GB, 64424509440 字节，125829120 个扇区  Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes  扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节  I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节  磁盘标签类型：dos  磁盘标识符：0xa058335d       设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System  /dev/sdb1            2048    31459327    15728640   83  Linux  /dev/sdb2        31459328    52430847    10485760    b  W95 FAT32  /dev/sdb3        52430848    62916607     5242880   82  Linux swap / Solaris  /dev/sdb4        62916608   125829119    31456256    5  Extended  /dev/sdb5        62918656   104861695    20971520   83  Linux

8.保存分区修改，并退出。

命令(输入 m 获取帮助)：w  The partition table has been altered!    Calling ioctl() to re-read partition table.  正在同步磁盘。

9.查看磁盘分区列表

[root@localhost ~]# fdisk -l    磁盘 /dev/sda：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区  Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes  扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节  I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节  磁盘标签类型：dos  磁盘标识符：0x000a9fb6       设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System  /dev/sda1   *        2048     4196351     2097152   83  Linux  /dev/sda2         4196352    46139391    20971520   83  Linux  /dev/sda3        46139392    62916607     8388608   82  Linux swap / Solaris  /dev/sda4        62916608    83886079    10484736    5  Extended  /dev/sda5        62918656    83886079    10483712   83  Linux    磁盘 /dev/sdb：64.4 GB, 64424509440 字节，125829120 个扇区  Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes  扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节  I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节  磁盘标签类型：dos  磁盘标识符：0xa058335d       设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System  /dev/sdb1            2048    31459327    15728640   83  Linux  /dev/sdb2        31459328    52430847    10485760    b  W95 FAT32  /dev/sdb3        52430848    62916607     5242880   82  Linux swap / Solaris  /dev/sdb4        62916608   125829119    31456256    5  Extended  /dev/sdb5        62918656   104861695    20971520   83  Linux

创建文件系统

mkfs

  • mkfs -t 文件系统类型 分区设备

  • mkfs.文件系统类型 分区设备

[root@localhost ~]# ls /sbin/mkfs*  /sbin/mkfs        /sbin/mkfs.cramfs  /sbin/mkfs.ext3  /sbin/mkfs.fat    /sbin/mkfs.msdos  /sbin/mkfs.xfs  /sbin/mkfs.btrfs  /sbin/mkfs.ext2    /sbin/mkfs.ext4  /sbin/mkfs.minix  /sbin/mkfs.vfat

1.格式化sdb1为xfs文件系统

[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/sdb1  meta-data=/dev/sdb1              isize=512    agcount=4, agsize=983040 blks           =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1           =                       crc=1        finobt=0, sparse=0  data     =                       bsize=4096   blocks=3932160, imaxpct=25           =                       sunit=0      s>挂载、卸载文件系统  
df -hT
  
查看磁盘使用情况，并友好显示，以及类型。
  
[root@localhost ~]# df -hT  文件系统       类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点  /dev/sda2      xfs        20G  3.4G   17G   17% /  devtmpfs       devtmpfs  1.9G     0  1.9G    0% /dev  tmpfs          tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /dev/shm  tmpfs          tmpfs     1.9G  9.1M  1.9G    1% /run  tmpfs          tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /sys/fs/cgroup  /dev/sda5      xfs        10G   37M   10G    1% /home  /dev/sda1      xfs       2.0G  174M  1.9G    9% /boot  tmpfs          tmpfs     378M   12K  378M    1% /run/user/42  tmpfs          tmpfs     378M     0  378M    0% /run/user/0  


mount


    

  • 

    mount [-t 文件系统类型] 存储设备 挂载点
    

    • 

  • 

    mount -o loop ISO镜像 挂载点
    

    • 



[root@localhost ~]# mkdir /mnt/demo01  [root@localhost ~]# mount /dev/sdb1 /mnt/demo01/  [root@localhost ~]# df -hT  文件系统       类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点  /dev/sda2      xfs        20G  3.4G   17G   17% /  devtmpfs       devtmpfs  1.9G     0  1.9G    0% /dev  tmpfs          tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /dev/shm  tmpfs          tmpfs     1.9G  9.1M  1.9G    1% /run  tmpfs          tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /sys/fs/cgroup  /dev/sda5      xfs        10G   37M   10G    1% /home  /dev/sda1      xfs       2.0G  174M  1.9G    9% /boot  tmpfs          tmpfs     378M   12K  378M    1% /run/user/42  tmpfs          tmpfs     378M     0  378M    0% /run/user/0  /dev/sdb1      xfs        15G   33M   15G    1% /mnt/demo01  


umount


    

  • 

    umount 存储设备
    

    • 

  • 

    umount 挂载点（推荐）
    

    • 



[root@localhost ~]# umount /mnt/demo01/  [root@localhost ~]# df -hT  文件系统       类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点  /dev/sda2      xfs        20G  3.4G   17G   17% /  devtmpfs       devtmpfs  1.9G     0  1.9G    0% /dev  tmpfs          tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /dev/shm  tmpfs          tmpfs     1.9G  9.1M  1.9G    1% /run  tmpfs          tmpfs     1.9G     0  1.9G    0% /sys/fs/cgroup  /dev/sda5      xfs        10G   37M   10G    1% /home  /dev/sda1      xfs       2.0G  174M  1.9G    9% /boot  tmpfs          tmpfs     378M   12K  378M    1% /run/user/42  tmpfs          tmpfs     378M     0  378M    0% /run/user/0  


/proc/meminfo


    

  • 内存相关信息
    • 



[root@localhost ~]# cat /proc/meminfo | grep -i "swap"  SwapCached:            0 kB  SwapTotal:       8388604 kB  SwapFree:        8388604 kB  


swapon


    

  • 启用交换分区
    • 



[root@localhost ~]# swapon /dev/sdb3  [root@localhost ~]# cat /proc/meminfo | grep -i "swap"  SwapCached:            0 kB  SwapTotal:      13631480 kB  SwapFree:       13631480 kB  


swapoff


    

  • 停用交换分区
    • 



[root@localhost ~]# swapoff /dev/sdb3  [root@localhost ~]# cat /proc/meminfo | grep -i "swap"  SwapCached:            0 kB  SwapTotal:       8388604 kB  SwapFree:        8388604 kB  




自动挂载


    

  • /etc/fstab
    • 



/etc/fstab可以看作mount命令的配置文件，其中存储了文件系统的静态挂载数据。每次开机时，自动读取文件内容，自动挂载指定的文件系统。


[root@localhost ~]# cat /etc/fstab    #  # /etc/fstab  # Created by anaconda on Fri Aug  9 11:41:11 2019  #  # Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'  # See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info  #  UU总结以及">总结以及..

    

  1. 

    挂载只是引用名字，数据存储在对应的磁盘分区中，不会因为挂载而丢失，解挂载还会显示出来。可以做个实验，验证一下。
    

    2. 

  2. 

    下一篇关于LVM逻辑卷的管理，我会努力写的。
    

    3.
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