知識結構:
磁盤基礎
檢測並確認新磁盤
規劃硬盤中的分區
創建文件系統
掛載,卸載文件系統
(一)磁盤基礎
磁盤:磁盤(disk)是指利用磁記錄技術存儲數據的存儲器。磁盤是計算機主要的存儲介質,可以存儲大量的二進制數據,並且斷電後也能保持數據不丟失。早期計算機使用的磁盤是軟磁盤(soft disk,簡稱軟盤),如今常用的磁盤是硬磁盤(hard disk,簡稱硬盤)。
機械硬盤:
硬盤的物理結構
盤片:硬盤有多個盤片,每盤片2面
磁頭:每面一個磁頭
硬盤的數據結構
扇區:盤片被分爲多個扇形區域,每個扇區存放512字節的數據
磁道:同一盤片不同半徑的同心圓
柱面:不通盤片相同半徑構成的圓柱面
磁盤容量計算:
存儲容量 = 磁頭數 × 磁道(柱面)數 × 每道扇區數 × 每扇區字節數
圖中磁盤是一個 3個圓盤6個磁頭,7個柱面(每個盤片7個磁道) 的磁盤,圖3中每條磁道有12個扇區,所以此磁盤的容量爲:
存儲容量 6 * 7 * 12 * 512 = 258048
每個磁道的扇區數一樣是說的老的硬盤,外圈的密度小,內圈的密度大,每圈可存儲的數據量是一樣的。新的硬盤數據的密度都一致,這樣磁道的周長越長,扇區就越多,存儲的數據量就越大。
磁盤讀取響應時間:
尋道時間:磁頭從開始移動到數據所在磁道所需要的時間,尋道時間越短,I/O操作越快,目前磁盤的平均尋道時間一般在3-15ms,一般都在10ms左右。
旋轉延遲:盤片旋轉將請求數據所在扇區移至讀寫磁頭下方所需要的時間,旋轉延遲取決於磁盤轉速。普通硬盤一般都是7200rpm,慢的5400rpm。
數據傳輸時間:完成傳輸所請求的數據所需要的時間。
小結一下:從上面的指標來看、其實最重要的、或者說、我們最關心的應該只有兩個:尋道時間;旋轉延遲。
讀寫一次磁盤信息所需的時間可分解爲:尋道時間、延遲時間、傳輸時間。爲提高磁盤傳輸效率,軟件應着重考慮減少尋道時間和延遲時間。
塊/簇:
概述
磁盤塊/簇(虛擬出來的)。 塊是操作系統中最小的邏輯存儲單位。操作系統與磁盤打交道的最小單位是磁盤塊。
通俗的來講,在Windows下如NTFS等文件系統中叫做簇;在Linux下如Ext4等文件系統中叫做塊(block)。每個簇或者塊可以包括2、4、8、16、32、64…2的n次方個扇區。
爲什麼存在磁盤塊?
讀取方便:由於扇區的數量比較小,數目衆多在尋址時比較困難,所以操作系統就將相鄰的扇區組合在一起,形成一個塊,再對塊進行整體的操作。
分離對底層的依賴:操作系統忽略對底層物理存儲結構的設計。通過虛擬出來磁盤塊的概念,在系統中認爲塊是最小的單位。
page
操作系統經常與內存和硬盤這兩種存儲設備進行通信,類似於“塊”的概念,都需要一種虛擬的基本單位。所以,與內存操作,是虛擬一個頁的概念來作爲最小單位。與硬盤打交道,就是以塊爲最小單位。
扇區、塊/簇、page的關係
扇區: 硬盤的最小讀寫單元
塊/簇: 是操作系統針對硬盤讀寫的最小單元
page: 是內存與操作系統之間操作的最小單元。
扇區 <= 塊/簇 <= page
磁盤的接口類型:
IDE(並口)
SATA(串口)
SCSI
MBR與磁盤分區表示
主引導記錄(MBR:Master Boot Record)
MBR位於硬盤第一個物理扇區處
MBR中包含硬盤的主引導程序和硬盤分區表
分區表有4個主分區,每個分區記錄佔16個字節
硬盤中的主分區數目只有4個
因此主分區和擴展分區的序號也就限制在1~4
擴展分區在分爲邏輯分區
邏輯分區的序號將始終從5開始
Linux中將硬盤,分區等設備均表示爲文件
文件系統類型
XFS文件系統
存放文件和目錄數據的分區
高性能的日誌型文件系統
Centos7系統中默認使用的文件系統
SWAP,交換文件系統
爲Linux系統建立交換分區
Linux支持的其他文件系統類型
FAT16,FAT32,NTFS
EXT4,JFS
(二)檢測並確認新硬盤
fdisk:查看或管理磁盤分區
fdisk -l [磁盤設備] 或 fdisk [磁盤設備]
Device:分區的設備文件名稱。
Boot:是否是引導分區。若是,則有“*”標識。
Start:該分區在硬盤中的起始位置(柱面數)。
End:該分區在硬盤中的結束位置(柱面數)。
Blocks:分區的大小,以 Blocks(塊)爲單位,默認的塊大小爲 1024 字節。
Id:分區對應的系統 ID 號。83 表示 Linux 中的 XFS 分區或 EXT4 分區、8e 表示 LVM 邏 輯卷。
System:分區類型。
(三)規劃硬盤中的分區
交互模式中的常用的命令
m 幫助信息
p 顯示分區列表
n 創建分區
d 刪除分區
t 轉換分區類型 id轉換
w 保存修改
q 退出
(四)創建文件系統
創建文件系統(格式化)-mkfs
mkfs -t 文件系統類型 分區設備 或 mkfs.xfs 分區設備
創建交換文件系統(格式化)-mkswap
mkswap 分區設備 swapon 分區設備 swapoff 分區設備 /proc/meminfo | grep SwapTotal 查看交換分區大小
(五)掛載,卸載文件系統-mount umount
掛載文件系統,IOS鏡像到指定文件夾
mount [-t 類型] 存儲設備 掛載點目錄 mount -o loop ISO鏡像文件 掛載點目錄
卸載文件系統
umount 設備文件或者掛載點
設置文件系統自動掛載
/etc/fstab配置文件
包含需要開機後自動掛載的文件系統記錄
vim /etc/fstab
/dev/sdb2:設備名稱
/opt/mnt1:掛載點
xfs:文件系統類型
defaults:功能權限
0不開啓容災備份 0不開啓啓動檢查序列 中間用空格鍵或者tab鍵區分
刷新掛載
mount -a 刷新掛載(自動掛載配置文件)
查看磁盤使用情況
df [-hT]
“-h” 選項可以顯示更易讀的容量單位
“-T”選項用於顯示對應文件系統的類型
後語:
磁盤管理和文件系統在Linux中是至關重要的,也是入門Linux的一個基礎!!!
通過此文希望能對您有些許幫助
謝謝閱讀!!!