Linux系统学习之磁盘管理

一、硬盘基础知识

1.硬盘的硬件结构

外部结构：

内部结构：

组件介绍：

磁头：是硬盘中最昂贵的组件，采用非接触式结构，加电后悬浮在高速旋转的磁盘表面，有读写合一和读写分离两种形式。

磁道：当磁盘旋转时，磁头若保持在同一位置，每个磁头在磁盘上形成的一个圆形的轨迹，这些圆形的轨迹就被称为磁道。

柱面：磁盘中重叠在一起的多个盘片在同一半径下形成的磁道叠加起来就形成一个柱面。

扇区：磁道上被等分的若干个弧段，和中心形成的类似于扇形的区域称为扇区。

2.硬盘的工作原理

   磁盘是利用特定的磁粒子的极性来记录数据的，磁头将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器转变成电脑能够识别的数据0和1，来实现数据的读写和擦除的。

3.硬盘的主要参数

   容量：作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘最主要的参数单位：MB/GB

   转速：指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位：rpm(revolutions per minute)

   平均寻道时间：指磁头移动到数据所在磁道需要的时间，这是衡量硬盘机械性能的重要指标

   数据传输率：指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s）

   磁盘缓冲区(Cache)：主要用来平衡内部与外部的数据传输率

4.硬盘相关的接口介绍

   IDE：电子集成驱动器，是一种早期的硬盘接口，价格低廉，兼容性好现在很少使用。

   SCSI：小型计算机系统接口，是一种总线型的系统接口，适应面比较广。

   SATA：串行的ATA接口，采用串行的方式传输数据，能够一对一连接，独享带宽并支持热插拔等新技术

   SAS：和SATA相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连接线改善内部空间。

二、基本磁盘分区的管理

   硬盘是存储中最基本的组件，但硬盘却不能够直接用来存储数据，必须格式化为相应的文件系统。现在的磁盘存储容量都比较大，因此可以根据自己的需要将磁盘分割分割成的一块一块的硬盘区域就非常有必要了，这就是磁盘分区。磁盘分区主要有两大类：主分区和扩展分区。

主分区：

   能够安装操作系统，能够进行计算机启动的分区，这样的分区可以直接格式化，然后安装系统，直接存放文件。

扩展分区：

   每一块硬盘的前512个字节存放着这块硬盘的主引导记录。其中的前446字节是用来存放启动加载程序，而中间的16个字节用来存放磁盘的分区信息，每个磁盘的分区信息占4个字节。这也决定了，每块磁盘只能分成4个主分区。当我们需要进行更多的分区划分时，就需要扩展分区来实现了。扩展分区不能直接使用，它必须经过第二次分割成为一个一个的逻辑分区，然后才可以使用。一个扩展分区中的逻辑分区可以任意多个。

磁盘分区完成后要想使用就必须对其进行格式化，格式成什么样的文件系统就是我们必须要考虑的了。下一部分我们来重点分析。

三、linux文件系统和目录简介

   现存的主流的操作系统都有自己独立的文件系统。例如windows的ntfs和fat32，linux的ext2/ext3/ext4等在安装linux操作系统或新建系统磁盘分区时，我们可以选择将磁盘的某个分区格式为相应的文件系统。在RHEL5中主流的格式为ext3；RHEL6进行了改进，使用ext4文件系统。以下我将通过案例在RHEL6.4上

新建一个分区并格式为ext4文件系统，同时将其挂载到相应的目录。

RHEL6.4安装完成默认的目录简介如下：

四、RHEL6.4下磁盘的分区和挂载操作

1.磁盘分区

相关命令：fdisk/sfdisk/parted    

fdisk -l列出当前系统上所有的磁盘和分区

fdisk -l /dev/sda 只查看磁盘/dev/sda磁盘的分区

使用fdisk命令对磁盘进行分区：

键入m查看帮助信息：

键入l列出磁盘分区的类型：

其中比较常用的83表示Linux系统分区；82表示swap分区；8e表示逻辑卷；fd表示软件磁盘阵列类型。

创建一个10G主分区和一个10G逻辑分区如下：

分析：系统原先有两个主分区，所以可以将3划分成主分区，剩余的空间全部用来划分扩展分区，再在扩展分区中来划分逻辑分区，默认盘符从5开始，键入p打印如下并键入w保存。

由于该分区是在系统所在分区划分，所以划分之后并没有立即生效，可以使用“cat /proc/partitions”命令查看。

此时有两种解决方案：

   1.重启系统

   2.在RHEL5中可以使用“partprobe”命令通知内核分区的变化

     在RHEL6中使用“partx -a [partition] disk”告诉内核分区的改变

2.对分区进行格式化

1.相关命令：mkfs/mke2fs

   mkfs   -t ext4 /dev/sda3    将该分区格式化为ext4文件系统

   mke2fs -t ext4 /dev/sda3    和上面作用相同

2.命令mke2fs详解：

   选项            作用

   -t              指明分区的文件系统

   -b              指定分区的块大小，常见的有1024、2048和4096单位为k

   -L              设定分区的卷标

   -m              指定分区预留的空间比例，默认为5%

   -U              指定UUID号

另外：在文件/etc/mke2fs.conf中对mke2fs命令的默认选项进行了的设置。

3.命令tune2fs能够显示分区的详细信息并对部分属性进行更改

   选项            作用

   -L              重新设定卷标

   -m              重新调整预留比例

   -o              设定默认挂载选项

   -O              设定文件系统默认支持的特性

   -E              调整文件系统扩展属性

   -r              重新调整预留块个数

4.其它部分命令

   e2label /dev/sda3 MYDATA    调整分区的标签

   blkid /dev/sda3             查看分区的部分信息UUID等

   uuidgen                     可以用来生成一个UUID号

3.挂载分区并使用

   mount      列出当前系统中挂载的分区和相应的文件类型

创建目录/mydata并将/dev/sda3进行挂载，查看相关结果。

4.为使挂载结果在系统下次启动时实现开机挂载需要写入配置文件

vim /etc/fstab