Linux--磁盘与文件系统管理

一、磁盘基础
1、硬盘的物理结构：
盘片：硬盘有多个盘片，每个盘片2面
磁头：每面一个磁头
2、硬盘的数据结构：
扇区：盘面被分成多个扇形区域，每个扇区存放512个字节的数据
PS：硬盘的第一个扇区，叫做引导扇区MBR
磁道：同一盘片不同半径的同心圆（当磁盘旋转时，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））
柱面：不同盘片相同半径构成的圆柱面（在有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））
PS：固态硬盘：电子芯片存储，速度快，但是数据丢失无法恢复
​ 机械硬盘：磁道存储，速度一般，数据丢失有机率恢复
3、存储容量：
硬盘存储容量=磁头数 x 磁道（柱面）数 x 每道扇区数 x 每扇区字节数
可以用柱面/磁头/扇区来确定唯一定位磁盘上每一个区域
4、硬盘的接口：
ATA（IDE（并口））：现在已经很少见到，逐渐被SATA所取代
SATA（串口）：全称是Serial ATA，抗干扰性强，支持热插热拔等功能，速度快，纠错能力强。
SCSI：全称是 Small Computer System Interface（小型机系统接口），SCSI硬盘广为工作站级个人电脑以及服务器所使用的，资料传输时CPU占用率较低，转速快，支持热插热拔等
SAS（Serial Attached SCSI）：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
5、磁盘的分区：
（1）“MBR”:
MBR是主引导记录（Master Boot Record），位于硬盘第一个物理扇区处（引导扇区）
MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表。分区表有4个分记录区，每个分区记录区占16个字节
MBR最多四个分区，可创建逻辑分区
（2）分区特性：
常见的硬盘可以划分为主分区，扩展分区和逻辑分区，通常情况下主分区只有四个，而扩展分区可以看成是一个特殊的主分区类型，在扩展分区中可以建立逻辑分区。
主分区一般用来安装操作系统，扩展分区则多用来存储文件数据（不能直接存储数据，存储在逻辑分区上）。
Linux中将硬盘，分区等设备均表示为文件
硬盘：对于IDE接口的硬盘设备，表示为“hdX”形式的文件名。而对于SCSI接口的硬盘设备，则表示为“sdX”形式的文件名。其中"X"可以为a，b，c，d等字母序号。例如：将系统中的第一个IDE设备（硬盘）表示为“hda”，将第二个SCSI设备表示为“sdb”
分区：表示分区时，以硬盘设备的文件名作为基础，然后在后面添加该分区（主分区，扩展分区，逻辑分区）对应的数字序号即可。例如：第一个IDE硬盘中的第一个分区表示为"hda1"，第二个分区表示为"hda2"。第二个SCSI硬盘中的第三个分区表示为"sdb3"，第五个分区表示为"sdb5"。
PS：硬盘中的主分区数目只有4个，因此主分区和扩展分区的序号也就限制在1-4
扩展分区再分为逻辑分区
逻辑分区的序号将始终从5开始

6、系统文件类型：
（1）EXT4文件系统：
1.存放文件和目录数据的分区
2.高性能的日志型文件系统
3.CentOS 6系统中默认使用的文件系统
（2）XFS
1.开启了日志功能，即使发生宕机也不怕数据遭到破坏，可以根据日志记录在短时间内进行数据恢复。
2.高性能的日志文件系统，特别擅长处理大文件，可支持上百万T字节的存储空间
3.CentOS 7系统默认使用XFS文件系统
（3）SWAP，交换文件系统
1.为Linux系统建立的交换分区
2.交换分区相当于虚拟内存，能够在一定程度上缓解物理内存不足的问题
3.一般建议将交换分区的大小设置为物理内存的1.5-2倍
7、fdisk 命令——查看或管理磁盘分区
格式：[root@localhost ~]# fdisk -l [磁盘设备] 查看
[root@localhost ~]# fdisk /dev/sda1 管理
p 列出硬盘中的分区情况，信息显示的格式与执行"fdisk -l"命令相同
n 创建新分区 再按“p”创建主分区，按“e”拓展分区
d 删除分区
t 变更分区类型，转换格式 转swap 输入“82”即可转换
w 保持配置
q 退出
l 查看分区对应的系统ID号
8、mkfs命令（Make Filesystem）——创建文件系统
ls /sbin/mkfs* （查看可以创建的几种文件系统类型）
（1）创建xfs文件系统：
[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/sda1
（2）创建EXT4文件系统：
[root@hostname ~]# mkfs -t ext4 /dev/sda1
（3）创建FAT32文件系统：
[root@hostname ~]# mkfs -t vfat -F 32 /dev/sda1
9、mkswap命令——创建交换文件系统
swapon /dev/sdb5 ###临时启用交换分区 swapoff /dev/sdb5 ###关闭交换分区
10、mount命令–挂载文件系统：
格式：mount 显示当前系统中已挂载的各个分区（文件系统）的相关信息，最近挂载的文件信息将显示在最后面
mount [-t 文件系统类型] 存储设备（要挂载的东西） 挂载点目录(要挂在的地方)
mount -o loop ISO镜像文件 挂载点目录 （特殊的挂载文件就要特殊的对待）
mount -a 将现在所有能挂载的都挂载
11、umount命令–卸载文件系统：
12、设置文件系统的自动挂载（永久挂载）：
系统中的/etc/fstab文件可以视为mount命令的配置文件，其中存储了文件系统的静态挂载数据，Linux系统在每次开机时，会自动读取这个文件的内容，自动挂载所指定的文件系统。

13、df命令–查看磁盘使用情况；
不带选项和参数的mount命令可以显示分区的挂载情况，若要了解系统中已经挂载各文件系统的磁盘使用情况（如剩余磁盘空间等），可以使用df命令。
df命令使用文件或者设备作为命令参数，较常用的选项为“-h”"-T"。其中，“-h”选项可以显示更容易读的容量单位，而“-T”选项用于显示对应文件系统的类型。(常用的 df -Th)