linux系统磁盘管理体系

目录

• linux 系统磁盘管理体系
  
  
  • 一、磁盘的基本概念
  
  
  • 二、磁盘的内部结构
  
  
  • 三、磁盘的外部结构
  
  
  • 四、磁盘的接口及类型
  
  
  • 五、fdisk磁盘分区实践
  
  

linux 系统磁盘管理体系

一、磁盘的基本概念

1.什么是磁盘？

磁盘就像是森林，是所有硬式存储的统称，如最早出现的软盘，现在的硬盘，都是磁盘中的一部分。

2.什么是软盘？

磁盘开始指的是1.44MB的3.5英寸磁盘，这是很早时候的电脑储存盘，也叫软盘。

软盘在如今已经很少被使用了，使用软盘需要安装软盘驱动。软盘容量小，容易损坏。随着数据的大量增长，软盘已经不满足日益所需的数据存储需求，如是，硬盘便被研发出来。

3.什么是硬盘？

硬盘就是计算机中的最大的存储装置了，就是将磁盘的储存片装到硬质金属盒子里可以得到更好的保护，而且在使用寿命上也比软盘优越得多，只有低格才对硬盘有很大的伤害,其它的读写是不要紧的，也就叫硬盘。

4.磁盘与软盘硬盘的关系？

磁盘是一种统称，即是一开始的软盘，又是现如今的硬盘，但是在现在，说起磁盘，都指的是硬盘。

二、磁盘的内部结构

1.磁头（Head）

盘面数量==磁头数量

作用:用来写入和读取数据的

径向运动寻道

2.磁道（Track）

从外面到里面最外面是0磁道

3.扇区（Sector）

磁道上面的最小的单位

默认大小512字节

4.柱面（Cylinder）

不同盘面上面的相同的磁道组成的圆柱体

不同盘面上的相同的呼啦圈组成的圆柱体

磁盘默认是按照柱面进行读写

磁头之间的切换速度接近于光速

磁头径向运动-寻道机械运动慢

5.单元块（Units）

磁盘是按柱面进行读写的，表示一个柱面的大小

6.计算磁盘大小

磁盘大小=柱面的大小*柱面的数量

柱面的大小=一个磁道的大小*磁头数量

一个磁道的大小=一个扇区的大小*扇区数量/每个磁道

fdisk 查看磁盘详细信息

echo + bc

awk

三、磁盘的外部结构

1.磁盘主轴转速

rpm(round per minute)
10k rpm

15k rpm

5400 rpm

7200 rpm

2.磁盘盘片（用于存储数据）

3.磁头（用于读取数据）

四、磁盘的接口及类型

1.SATA 机械 给自己人使用的时候 备份 性能要求不高 大量容量 线下服务 10k rpm 2T 3T 4T

2.SAS 服务器标配 线上/生产环境使用 15k 300G 600G 10k 7.2k

3.PCI-E 大量的读写，要求很高的性能，数据量小

4.IDE，SCSI （已经被淘汰）

5.SATA III 与 SAS （企业使用较多）

M.2接口是为超极本（Ultrabook）量身定做的新一代接口标准，以取代原来的mSATA接口。无论是更小巧的规格尺寸，还是更高的传输性能，M.2都远胜于mSATA

M2接口百度百科

你了解M.2固态硬盘吗？

装机到底要不要买M.2接口的SSD？

SATA、MSATA、PCIE和M2都是什么？

固态硬盘SATA和MSATA有什么区别？

https://baike.baidu.com/item/m.2%E6%8E%A5%E5%8F%A3

http://baijiahao.baidu.com/s?id=1604321789851430125&wfr=spider&for=pc

http://www.sohu.com/a/253988990_610530

http://www.sohu.com/a/229021919_463982

https://zhidao.baidu.com/question/754765227221408324.html

• 机械和固态的对比

机械（HDD） 固态（SSD）
容量大价格低 容量小价格高
抗击打能力弱 抗击打能力高
读写速度稍慢 读写速度很快
数据恢复易 数据恢复难
使用时间无限 使用时间1-2w次

五、fdisk磁盘分区实践

适用于磁盘小于2TB的磁盘，分区类型MBR，主分区4或主分区3+扩展分区（逻辑分区+…），分区后需要保存后生效

第一步：添加硬盘

模拟环境：

虚拟机增加一块10GB硬盘

第二步:重启虚拟机 reboot

第三步：检查是否识别出磁盘lsblk

[root@gjy ~]# lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 20G 0 disk
├─sda1 8:1 0 500M 0 part /boot
├─sda2 8:2 0 1G 0 part [SWAP]
└─sda3 8:3 0 18.5G 0 part /
sdb 8:16 0 20G 0 disk
├─sdb1 8:17 0 1G 0 part
├─sdb2 8:18 0 2G 0 part
├─sdb3 8:19 0 7G 0 part
├─sdb4 8:20 0 1K 0 part
└─sdb5 8:21 0 5G 0 part
sdc 8:32 0 3T 0 disk
sdd 8:48 0 200G 0 disk
sr0 11:0 1 4.3G 0 rom

第四步 ： 开始创建分区 fdisk /dev/sdb

[root@gjy ~]# fdisk /dev/sdb
Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.
Command (m for help): #如果回复m,每个参数含义
Command (m for help):
a toggle a bootable flag #切换分区启动标记
b edit bsd disklabel #编辑sdb磁盘标签
c toggle the dos compatibility flag #切换dos兼容模式
** d delete a partition #删除分区
g create a new empty GPT partition table #创建新的空白GPT分区表
G create an IRIX (SGI) partition table #创建IRIX (SGI)分区表
** l list known partition types #显示分区类型
** m print this menu #显示帮助菜单
** n add a new partition #新建分区
o create a new empty DOS partition table #创建新的空白分区表
** p print the partition table #显示分区表的信息
** q quit without saving changes #不保存退出
s create a new empty Sun disklabel #创建新的Sun磁盘标签
t change a partitions system id #修改分区ID,可以通过l查看id
u change display/entry units #修改容量单位,磁柱或扇区
v verify the partition table #检验分区表
** w write table to disk and exit #保存退出
x extra functionality (experts only) #拓展功能

分区具体过程（分4个主分区）
1. 输入n进行分区
有时输入信息不正确，利用ctrl+u ctrl+backspace进行错误信息删除
#创建一个1G 的分区
Command (m for help): n
Partition type:
p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
e extended
Select (default p):
Using default response p
Partition number (1-4, default 1):
First sector (2048-41943039, default 2048):
Using default value 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-41943039, default 41943039): +1G
Partition 1 of type Linux and of size 1 GiB is set
2. 输入p查看分区
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x5b38e62c
Device Boot Start End Blocks Id System #一个分区
/dev/sdb1 2048 2099199 1048576 83 Linux
#创建2G 的分区
Command (m for help): n
Partition type:
p primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
e extended
Select (default p):
Using default response p
Partition number (2-4, default 2):
First sector (2099200-41943039, default 2099200):
Using default value 2099200
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2099200-41943039, default 41943039): +2G
Partition 2 of type Linux and of size 2 GiB is set
#查看分区
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x5b38e62c
Device Boot Start End Blocks Id System # 变成了2个分区
/dev/sdb1 2048 2099199 1048576 83 Linux
/dev/sdb2 2099200 6293503 2097152 83 Linux
#创建7G 的分区
Command (m for help): n
Partition type:
p primary (2 primary, 0 extended, 2 free)
e extended
Select (default p):
Using default response p
Partition number (3,4, default 3):
First sector (6293504-41943039, default 6293504): +7G
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (14680064-41943039, default 41943039):
Using default value 41943039
Partition 3 of type Linux and of size 13 GiB is set
#查看分区
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x5b38e62c
Device Boot Start End Blocks Id System #变成了3个分区
/dev/sdb1 2048 2099199 1048576 83 Linux
/dev/sdb2 2099200 6293503 2097152 83 Linux
/dev/sdb3 14680064 41943039 13631488 83 Linux
#删除第三个分区
Command (m for help): d
Partition number (1-3, default 3): 3
Partition 3 is deleted
#再次查看分区
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x5b38e62c
Device Boot Start End Blocks Id System #只剩下前两个分区
/dev/sdb1 2048 2099199 1048576 83 Linux
/dev/sdb2 2099200 6293503 2097152 83 Linux
#创建一个拓展分区，按e 或者默认剩余的全给拓展分区
Command (m for help): n
Partition type:
p primary (3 primary, 0 extended, 1 free)
e extended
Select (default e):
Using default response e
Selected partition 4
First sector (20973568-41943039, default 20973568):
Using default value 20973568
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (20973568-41943039, default 41943039):
Using default value 41943039
Partition 4 of type Extended and of size 10 GiB is set
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x5b38e62c
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 2048 2099199 1048576 83 Linux
/dev/sdb2 2099200 6293503 2097152 83 Linux
/dev/sdb3 20973568 41943039 10484736 5 Extended
#保存退出
Command (m for help): w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

拓展：


设备名称 分区信息 设备类型
/dev/sda /dev/sda1 第一块物理磁盘第一分区
/dev/sdb /dev/sdb2 第二块磁盘第二个分区
/dev/vdd /dev/vdd4 第四块虚拟磁盘的第四个分区
系统中分区由数字编号表示，1-4表示给主分区使用和扩展分区，逻辑分区从5开始
详细可参考下面网站：
https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%BB%E5%BC%95%E5%AF%BC%E8%AE%B0%E5%BD%95/7612638
前面我们已经提到过MBR分区表只能分配4个主分区，但现在还有一种新型的分区表GPT，GPT支持分配128个主分区。注意MBR与GPT之间不能互转，会导致数据丢失。
详细可参考下面网站：
http://www.360doc.com/content/18/0614/22/6140124_762487520.shtml
MBR位置:0磁头0磁道1扇区。

显示磁盘分区信息的命令

[root@gjy ~]# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3 48G 3.0G 45G 7% /
devtmpfs 980M 0 980M 0% /dev
tmpfs 991M 0 991M 0% /dev/shm
tmpfs 991M 18M 973M 2% /run
tmpfs 991M 0 991M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 197M 105M 93M 54% /boot
/dev/sr0 4.3G 4.3G 0 100% /mnt
tmpfs 199M 0 199M 0% /run/user/0
tmpfs 199M 0 199M 0% /run/user/1011
[root@gjy ~]# du -sh /etc
166M /etc
[root@gjy ~]# lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 50G 0 disk
├─sda1 8:1 0 200M 0 part /boot
├─sda2 8:2 0 2G 0 part [SWAP]
└─sda3 8:3 0 47.8G 0 part /
sr0 11:0 1 4.3G 0 rom /mnt
虚拟机添加磁盘分别为20G 3T，添加完成后要重启虚拟机
[root@gjy ~]# ll /dev/sd*
brw-rw----. 1 root disk 8, 0 Jul 16 18:33 /dev/sda
brw-rw----. 1 root disk 8, 1 Jul 16 18:33 /dev/sda1
brw-rw----. 1 root disk 8, 2 Jul 16 18:33 /dev/sda2
brw-rw----. 1 root disk 8, 3 Jul 16 18:33 /dev/sda3
brw-rw----. 1 root disk 8, 16 Jul 16 18:33 /dev/sdb
brw-rw----. 1 root disk 8, 32 Jul 16 18:33 /dev/sdc
[root@gjy ~]# lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 50G 0 disk
├─sda1 8:1 0 200M 0 part /boot
├─sda2 8:2 0 2G 0 part [SWAP]
└─sda3 8:3 0 47.8G 0 part /
sdb 8:16 0 20G 0 disk
sdc 8:32 0 3T 0 disk
sr0 11:0 1 4.3G 0 rom
fdisk 只支持MBR分区表，适用于2TB以下的分区。
[root@web ~]# fdisk /dev/sdb
Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).

第五步： 格式化分区，并创建文件系统 mkfs.xfs == mkfs -t xfs

[root@gjy ~]# mkfs.xfs /dev/sdb1
meta-data=/dev/sdb1 isize=512 agcount=4, agsize=65536 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=262144, imaxpct=25
= sunit=0 s第六步-挂载">第六步： 挂载


临时挂载 mount /dev/sdb1 /mnt/data2

[root@web ~]# mkdir /mnt/data2 创建目录
[root@web ~]# ll /data2
total 0
[root@gjy ~]# mount /dev/sdb1 /mnt/data2 ## 临时挂载
[root@gjy ~]# df
Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on
/dev/sda3 19399680 1720548 17679132 9% /
devtmpfs 1012904 0 1012904 0% /dev
tmpfs 1023744 0 1023744 0% /dev/shm
tmpfs 1023744 9112 1014632 1% /run
tmpfs 1023744 0 1023744 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 508580 122100 386480 25% /boot
tmpfs 204752 0 204752 0% /run/user/0
/dev/sdb1 1038336 32992 1005344 4% /mnt/data2



永久挂载 vim /etc/fstab

[root@gjy ~]# vim /etc/fstab
[root@gjy ~]# tail -1 /etc/fstab
/dev/sdb1 /data1 xfs defaults 0 0


卸载umount

umount /dev/sdb2


查看df

df


挂载只读文件mount -r

mount -r /dev/sdb2


重新挂载mount -a

mount -a /dev/sdb2


第七步 ：dd if=/dev/zero of=/data2/test.txt bs=10M count=50 可以在挂载的目录下添加文件

[root@gjy ~]# dd if=/dev/zero of=/data2/test.txt bs=10M count=50
50+0 records in
50+0 records out
524288000 bytes (524 MB) copied, 6.00042 s, 87.4 MB/s
[root@gjy ~]# ll /data2
total 512000
-rw-r--r--. 1 root root 524288000 Jul 16 19:43 test.txt


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