Linux系统：磁盘管理和文件系统

一、磁盘基础：

1.定义：

一种计算机存储设备，由一个或多个磁性盘片组成，盘片由磁性材料，可读写。一般装在计算机内部，也可外接。

2.作用：读取数据。

二、MBR和磁盘分区表示：

1.linux系统中主要的三种分区：

(1)主分区
(2)扩展分区
(3)逻辑分区

2.MBR（master boot record，主引导记录）：

(1)位于硬盘分区的第一个物理扇分区
(2)MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区
(3)分区表中有四个分区记录区，每个分区占16字节
(4)linux中将硬盘，分区等设备均表示为文件

3.分区结构：

(1)硬盘中主分区数只有4个
(2)主分区和扩展分区序号限制在1-4
(3)扩展分区再分为逻辑分区
(4)逻辑分区的序号从5开始

(5)总结：
①　主分区：安装操作系统，也可以存储数据。

②　扩展分区–逻辑分区：存储数据，不能安装操作系统。
③　扩展分区不能直接用，相当于一个索引，只存储逻辑分区的分区表。
④　一般用MBR分区，磁盘大小为2TB（1-4），用GPT分区，磁盘大小在2TB以上（1-128）

三、检测并确认新硬盘：

1.fdisk命令（是MBR分区的命令，只能处理2TB以下的硬盘分区）：

(1)作用：查看或管理磁盘分区
①　常用命令： fdisk -l 例： /dev/sda

(2)使用：
①　查看磁盘分区情况：

②　常用命令：

③　实操：
1)添加新的硬盘：

2)做别名scan刷新设备接口：

3)命令生效：

4)如果查看分区后，新硬盘不出现用partprobe重刷：

5)给新增硬盘分区：

6)设置新分区：

7)查看是否完成：

8)新建逻辑分区：

9)逻辑分区完成：

2.分区的作用：

(1)作用：
①　优化I/O性能
②　实现磁盘空间配额限制
③　提高修复速度
④　隔离系统和程序
⑤　安装多个os
⑥　采用不同文件系统
(2)优点：
①　便于管理
②　优化读写性能
(3)缺点：
①　一旦建立，无法修改，只能重建，格式化，数据会丢失。
②　不够灵活，空间只能来自于一块硬盘，并且必须是连续的空间。
③　没有备份冗余功能，没有备份，只能依靠手动备份。

四、文件系统：

1.定义：

用来管理linux操作系统中的文件和目录，负责管理存储设备的数据存储和访问，通过树形结构来组织文件，根目录是整个文件系统的起点，其他目录，文件都在根目录下。

2.作用：

(1)数据的组织和存储
(2)数据保护：通过权限控制不同用户访问，保证安全性。
(3)数据访问
(4)数据管理

3.类型：

(1)XFS文件系统：
①　作用：存放文件和目录数据的机制
②　特点：高性能的日志型文件系统，擅长处理大文件，支持上百万TB的存储空间，是centos7中默认使用的文件系统。

(2)SWAP交换文件系统：
①　作用：当系统的物理内存不足时，把没运行的或待机状态的空间释放，供当前程序使用。这些空间临时保存到SWAP中，当原来那些程序要用时，再恢复。

4.创建文件系统：

(1)分区步骤：

(2)解挂载：
①　umont /dev/sdb2/data/


②　强制解挂载：umont -lf

5.永久挂载：

(1)直接以设备名称挂载/dev/sdb2/data xfs defaults 0 0


(2)用uuid挂载：
①　blkid查看uuid：

②　解挂，重新挂载：

③　用uuid挂载：

④　检查是否挂载成功：

(3)挂载光盘镜像：mount /dev/cdrom /mnt iso9660 defaults 0 0

6.交换文件系统swap：

(1)创建交换文件系统命令：mkswap

(2)修改到交换文件系统：

(3)查看：

(4)格式化：

(5)添加新空间：

(6)其他命令：

五、gdisk（2TB以上的分区）

1.2TB以下用scan，2TB以上重启

2.命令：

(1)gdisk /dev/sdd mkfs.xfs
(2)mkdir gpt
(3)mount /dev/sdd/root/gpt
(4)df -h

六、思考题：

1.硬盘实际空间为什么比标明的小？

（1）制造商计算方式不同，制造商用十进制计算，即1KB等于1000字节，1MB等于1000KB，1GB等于1000MB，1TB等于1000GB。而计算机系统通常使用二进制计算方式来表示存储容量，即1KB等于1024字节，1MB等于1024KB，1GB等于1024MB，1TB等于1024GB。因此，同样的硬盘容量，
在硬盘制造商和计算机系统之间表示的大小是不同的，这就导致了实际可用的空间比标明的空间要小。
（2）文件系统和格式化占用空间，在硬盘创建文件系统和格式化时，会占用一定空间来存储系统源数据和其他相关信息。

2.如何查看磁盘的读写性能？