磁盘结构
硬盘的物理结构
盘片：硬盘有多个盘片，每盘片有2面（正反两面）
磁头：每面一个磁头，并不是只有一个磁头，磁头等于盘片数量
硬盘的数据结构
- 扇区：盘片被分为多个扇形区域，每个扇区存放512字节的数据（扇区越多容量越大）
- 磁道：同一盘片不同半径的同心圆
- 柱面：不同盘片相同半径构成的圆（柱面和磁道数量相同）
- 一个扇区 512 字节
硬盘存储容量
-
硬盘存储容量＝磁头数（8个2进制）×磁道（柱面）数×每道扇区数（6个二进制）×每扇区字节数
1柱面=512 * 扇区数/磁头数×磁道=51263255=7.84M
-
可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域
硬盘接口类型
IDE/SCSI/SATA/SAS/M.2/光纤接口
服务器硬盘大小
lff：3.5寸
sff：2.5寸
机械与固态
机械硬盘（hdd）
固态硬盘（ssd）
MBR与磁盘分区
分区的优点:
- 优化I/O性能 实现磁盘空间配额限制
- 提高修复速度
- 隔离系统和程序
- 安装多个OS
- 采用不同文件系统
MBR分区
MBR（主引导记录）：Master Boot Record，1982年，使用32位表示扇区数，分区不超过2T
- MBR位于硬盘第一个物理扇区处
- MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表
- 分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16个字节
- 主和扩展分区对应的1–4，/dev/sda3，逻辑分区从5开始，/dev/sda5
GPT分区
GPT：GUID（Globals Unique Identifiers） partition table 支持128个分区，使用64位，支持8Z（512Byte/block ）64Z （ 4096Byte/block）
使用128位UUID(Universally Unique Identifier) 表示磁盘和分区 GPT分区表自动备份在头和尾两份，并有CRC校验位UEFI (Unified Extensible Firmware Interface 统一可扩展固件接口)硬件支持GPT，使得操作系统可以启动
文件系统
作用：用来管理（增删改查恢复）文件的程序
文件系统的组成
- 内核中的模块：ext4, xfs, vfat
- Linux的虚拟文件系统：VFS
- 用户空间的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs,mkfs.vfat
XFS - 根据所记录的日志在很短的时间内迅速恢复磁盘文件内容
- 用优化算法，日志记录对整体文件操作影响非常小
- 是一个全64-bit的文件系统，最大可以支持8EB的文件系统，1EB=1024PB1PB=1024TB（这里才到TB1TB=1024GB
- 而支持单个文件则达到8EB能以接近裸设备I/O的性能存储
SWAP
swap交换分区是系统RAM的补充，swap 分区支持虚拟内存。当没有足够的 RAM 保存系统处理的数据
时会将数据写入 swap 分区，当系统缺乏 swap 空间时，内核会因 RAM 内存耗尽而终止进程。配置过
多 swap 空间会造成存储设备处于分配状态但闲置，造成浪费，过多 swap 空间还会掩盖内存不足。
FAT16、FAT32
且最大只能支持32GB分区，单个文件也只能支持最大4GB。
NTFS
NTFS文件系统所具备3个功能：错误预警功能、磁盘自我修复功能和日志功能，单个文件64GB
EXT4
Extended file system 适用于那些分区容量不是太大，更新也不频繁的情况，例如 /boot 分
区是 ext 文件系统的最新版。提供了很多新的特性，包括纳秒级时间戳、创建和使用巨型文件
(16TB)、最大1EB的文件系统，以及速度的提升1EB=1024PB=1024TB
JFS
主要是为满足服务器的高吞吐量和可靠性需求而设计、开发的。单个文件最大限制16TB，该文件系统最大支持1PB的容量。1PB=1024TB
分区工具
lsblk 列出块设备
fdisk 管理MBR分区
gdisk 管理GPT分区
parted 高级分区操作，可以是交互或非交互方式
格式：parted [选项]… [设备 [命令 [参数]…]…]
注意：parted的操作都是实时生效的，小心使用
- -l 列出所有硬盘分区信息
partprobe 重新设置内存中的内核分区表版本，
fdisk
格式：fdisk -l [磁盘设备]
fdisk [磁盘设备]
-
m 打印出菜单
-
p 打印出当前分区表
-
n 新建一个分区
-
d 删除一个分区
-
t 改变分区的属性，系统ID
-
w 保存
-
q 不保存退出
blkid
作用：可以查看块设备属性信息
mkfs
作用：创建文件系统（格式化）常用选项
-t {ext2|ext3|ext4|xfs} 指定文件系统类型
-b {1024|2048|4096} 指定块 block 大小
-L ‘LABEL’ 设置卷标
-j 相当于 -t ext3， mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3-i
-i # 为数据空间中每多少个字节创建一个inode；不应该小于block大小
-N # 指定分区中创建多少个inode
-I 一个inode记录占用的磁盘空间大小，128—4096
-m # 默认5%,为管理人员预留空间占总空间的百分比
-O FEATURE[,…] 启用指定特性-O ^FEATURE 关闭指定
注：#文件系统检测和修复
fsck.FS_TYPE
fsck -t FS_TYPE
-a 自动修复
-r 交互式修复错误
e2fsck：ext系列文件专用的检测修复工具
xfs_repair：xfs文件系统专用检测修复工具
mkswap
作用：特殊的文件系统，缓解内存不足，为了个别应为程序加内存有点浪费
添加交换分区的空间
mkswap + 分区
swapon +分区 开启 -a 全部
swapoff +分区 关闭 -a 全部
挂载与解挂载
mount
mount [ -t 类型 ] 存储设备 挂载点目录
mount -o loop ISO镜像文件 挂载点目录
device：指明要挂载的设备
-
设备文件：例如:/dev/sda5
-
卷标：-L ‘LABEL’, 例如 -L ‘MYDATA’
-
UUID： -U ‘UUID’：例如 -U ‘0c50523c-43f1-45e7-85c0-a126711d406e’
-
伪文件系统名称：proc, sysfs, devtmpfs, configfs
mountpoint：挂载点目录必须事先存在，建议使用空目录
umount
umount 设备名|挂载点
卸载时：可使用设备，也可以使用挂载点
挂载规则:
- 一个挂载点同一时间只能挂载一个设备
- 一个挂载点同一时间挂载了多个设备，只能看到最后一个设备的数据，其它设备上的数据将被隐藏
- 一个设备可以同时挂载到多个挂载点
- 通常挂载点一般是已存在空的目录
永久挂载
需要 将文件写入 /etc/fstab
UUID 可以确保唯一
umount
umount 设备名|挂载点
卸载时：可使用设备，也可以使用挂载点
fuser -v MOUNT_POINT
查看正在访问指定文件系统的进程
fuser -km MOUNT_POINT
终止所有在正访问指定的文件系统的进程
df
格式df [OPTION]… [FILE]
在这里面配置
vim /etc/fstab
软raid
mdadm
-C 创建
-v 显示过程
-f 卸载
实验
创建主分区
创建扩展分区
创建逻辑分区