Linux 磁盘和文件系统管理

这是我参与 8 月更文挑战的第 6 天，活动详情查看： 8月更文挑战

一名致力于在技术道路上的终身学习者、实践者、分享者，一位忙起来又偶尔偷懒的原创博主，一个偶尔无聊又偶尔幽默的少年。

欢迎各位掘友们微信搜索「杰哥的IT之旅」关注！

原文链接：Linux磁盘和文件系统管理

一、检测并确认新硬盘

挂接好新的硬盘设备并启动主机后，Linux系统会自动检测并加载该硬盘，无须额外安装驱动。执行“fdisk -l”命令即可查看，确认新增硬盘的设备名称和位置。作用：列出当前系统中所有硬盘设备及其分区的信息。

[root@localhost ~]# fdisk -l

Disk /dev/sda: 21.5 GB, 21474836480 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x000b2b5d

  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *           1          13      102400   83  Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2              13         279     2134016   82  Linux swap / Solaris
Partition 2 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda3             279        2611    18734080   83  Linux

上述输出信息中包含了各硬盘的整体情况和分区情况，其中“/dev/sda”为原有的硬盘设备，对于已有的分区，将通过列表的方式输出以下信息；

Device：分区的设备文件名称。
Boot：是否是引导分区。是，则有“*”标识。
Start：该分区在硬盘中的起始位置。
End：该分区在硬盘中的结束位置。
Blocks：分区的大小，以Blocks（块）为单位，默认的块大小为1024字节。
Id：分区对应的系统ID号。83表示Linux中的EXT4分区，8e表示LVM 逻辑卷。
System：分区类型。

二、添加新的硬盘

右键单击上图右下角某块磁盘，“设置”按钮。弹出下图对话框，“添加”按钮。

选择相应的硬件类型。点击“下一步”按钮。

选择磁盘类型，默认为SCSI。

选择最大磁盘大小的空间，并选择将虚拟磁盘存储为单个文件，点击“下一步”按钮。添加完成后，重启设备。

重启后执行“fdisk -l”命令，即可查看是否识别新的硬盘。

[root@localhost ~]# fdisk -l

Disk /dev/sda: 21.5 GB, 21474836480 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x000b2b5d

  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *           1          13      102400   83  Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2              13         279     2134016   82  Linux swap / Solaris
Partition 2 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda3             279        2611    18734080   83  Linux

Disk /dev/sdb: 5368 MB, 5368709120 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 652 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00000000

三、规划硬盘中的分区

在硬盘设备中创建、删除、更改分区等操作同样通过fdisk命令进行，只要使用硬盘的设备文件作为参数。例如，执行“fdisk /dev/sdb”命令，即可进入到交互式的分区管理界面中。

在该操作界面中的“Command （m for help）：”提示符后，输入特定的分区操作指令，可以完成各项分区管理任务。输入“m”指令后，可以查看各种操作指令的帮助信息。

fdisk 分区工具的交互式操作界面

[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb
Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel
Building a new DOS disklabel with disk identifier 0x97fe0724.
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
After that, of course, the previous content won't be recoverable.

Warning: invalid flag 0x0000 of partition table 4 will be corrected by w(rite)

WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It's strongly recommended to
        switch off the mode (command 'c') and change display units to
        sectors (command 'u').

Command (m for help):

关于fdisk交互式操作指令的帮助信息

Command (m for help): m
Command action
  a   toggle a bootable flag
  b   edit bsd disklabel
  c   toggle the dos compatibility flag
  d   delete a partition
  l   list known partition types
  m   print this menu
  n   add a new partition
  o   create a new empty DOS partition table
  p   print the partition table
  q   quit without saving changes
  s   create a new empty Sun disklabel
  t   change a partition's system id
  u   change display/entry units
  v   verify the partition table
  w   write table to disk and exit
  x   extra functionality (experts only)

Command (m for help):

3.1 p指令——列出硬盘中的分区情况

使用“p”指令可以列出详细的分区情况，信息显示的格式与执行“fdisk -l”命令相同，硬盘中尚未建立分区时，输出的列表信息为空。

Command (m for help): p  

Disk /dev/sdb: 5368 MB, 5368709120 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 652 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x97fe0724

  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

Command (m for help):

3.2 n指令——新建分区

使用“n”指令可以进行创建分区的操作，包括主分区和扩展分区。根据提示继续输入“p”选择创建主分区，输入“e”选择创建扩展分区。之后依次选择分区序号，起始位置，结束位置或分区大小即可完成新分区的创建。

选择分区好时，主分区和扩展分区的序号只能为1-4.分区起始位置一般由fdisk默认识别，结束位置或大小可以使用"+sizeM"或"+sizeG"的形式。

Command (m for help): n
Command action
  e   extended
  p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-652, default 1):
Using default value 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-652, default 652): +5G
Value out of range.

3.3 完成后可以输入“p”指令查看分区情况；

Command (m for help): p

Disk /dev/sdb: 5368 MB, 5368709120 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 652 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x97fe0724

  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1               1         652     5237158+  83  Linux

3.4 d指令——删除分区

使用“d”指令可以删除指定的分区，根据提示继续输入需要删除的分区序号，在执行前删除分区时一定要慎重，应首先使用p指令查看分区的序号，确认无误后再进行删除。

需要注意的是，若扩展分区被删除，则扩展分区之下的逻辑分区也将被删除。因此建议从最后一个分区开始进行删除，以免fdisk识别的分区序号发生混乱。

3.5 t指令——变更分区的类型

在fdisk分区工具中，新建的分区默认使用的文件系统类型为EXT4，一般不需要更改，但是若新建的分区需要用作swap交换分区或其他类型的文件系统时，则需要对分区类型进行变更以保持一致性，从而避免在管理分区时产生混乱。

使用“t”指令可以变更分区的ID号，操作时需要依次指定目标分区序号，新的系统ID号。不同类型的文件系统对应不同的ID号，以16进制数表示，在fdisk交互环境中输入“l”指令进行列表查看，最常用的EXT4、swap文件系统的ID号分别为83、82，而用于windows中的NTFS文件系统的ID号一般为86。

3.6 w和q指令——退出fdisk分区工具

完成对硬盘的分区操作以后，可以执行w或q指令退出fdisk分区工具。其中“w”将保存分区操作，而“q”指令将不会保存对硬盘所做的分区操作。

对已包含数据的硬盘进行分区时，一定要做好数据备份，保存之前要确保操作无误，以免发生数据损坏，若无法确定本次分区操作是否正确，建议使用“q”指令不保存退出。

变更磁盘的分区设置以后，建议最好将系统重启一次，或者执行“partprobe”命令使操作系统检测新的分区表情况。在某些Linux操作系统中，若不进行这些操作，可能会导致格式化分区时对硬盘中已有数据的损坏，严重者甚至引起系统崩溃。执行 partprobe命令检测/dev/sdb磁盘中的分区变化。

Command (m for help): w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
[root@localhost ~]# partprobe /dev/sdb

四、管理文件系统

4.1 mkfs命令的使用

mkfs命令是一个前端工具，可以自动加载不同的程序来创建各种类型的分区，而后端包括有多个与mkfs命令相关的工具程序，位于/sbin目录中。

[root@localhost ~]# ls /sbin/mkfs*
/sbin/mkfs  /sbin/mkfs.cramfs  /sbin/mkfs.ext2  /sbin/mkfs.ext3  /sbin/mkfs.ext4  /sbin/mkfs.ext4dev  /sbin/mkfs.msdos  /sbin/mkfs.vfat

基本的命令格式

mkfs -t 文件系统类型 分区设备

4.2 mkswap命令的使用

使用mkswap命令可以在指定的分区上创建交换文件系统，目标分区先通过fdisk工具将ID号设为82。

对于新增加的交换分区，需要使用swapon命令进行启用，反之使用swapoff命令可以停用指定的交换分区。

[root@localhost ~]# fdisk -l /dev/sda

Disk /dev/sda: 21.5 GB, 21474836480 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x000b2b5d

  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *           1          13      102400   83  Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2              13         279     2134016   82  Linux swap / Solaris
Partition 2 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda3             279        2611    18734080   83  Linux

五、挂载、卸载文件系统

5.1 挂载文件系统

mount命令的基本使用格式

mount [-t 文件系统类型] 存储设备 挂载点

光盘对应的设备文件通常使用"/dev/cdrom",其实这是一个链接文件，链接到实际的光盘设备"/dev/sr0"。使用这两个名称都可以表示光盘设备。由于光盘是只读的存储介质，因此在挂载时系统会出现"mounting read-only"的提示信息。

使用不带任何参数或选项的mount命令时，将显示出当前系统中已挂载的各个分区的相关信息，最近挂载的文件系统将显示在最后边。

[root@localhost ~]# mount
/dev/sda3 on / type ext4 (rw)
proc on /proc type proc (rw)
sysfs on /sys type sysfs (rw)
devpts on /dev/pts type devpts (rw,gid=5,mode=620)
tmpfs on /dev/shm type tmpfs (rw,rootcontext="system_u:object_r:tmpfs_t:s0")
/dev/sda1 on /boot type ext4 (rw)
none on /proc/sys/fs/binfmt_misc type binfmt_misc (rw)
gvfs-fuse-daemon on /root/.gvfs type fuse.gvfs-fuse-daemon (rw,nosuid,nodev)
/dev/sr0 on /media/CentOS_6.5_Final type iso9660 (ro,nosuid,nodev,uhelper=udisks,uid=0,gid=0,iocharset=utf8,mode=0400,dmode=0500)
[root@localhost ~]#

5.2 卸载文件系统

需要卸载文件系统时，使用的命令为umount，使用挂载点目录或对应设备的文件名作为卸载参数，Linux系统中，由于同一个设备可以被挂载到多个目录下，所以一般建议通过挂载点的目录位置来进行卸载。

[root@localhost ~]# umount /dev/cdrom

5.3 设置文件系统的自动挂载

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。默认的fatab文件中包括了根分区、/boot分区、交换分区及proc、tmpfs等伪文件系统的挂载配置。

[root@localhost ~]# cat /etc/fstab

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Sat Jun  4 06:06:05 2016
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
UUID=793c943d-a96e-453d-8249-a8eb9ad1ec59 /                      ext4    defaults        1 1
UUID=758a54e1-de64-4e02-a4a9-f09f4c28fdfa /boot                   ext4    defaults        1 2
UUID=0535a0f7-88f2-490c-b26f-94a27e45804d swap                    swap    defaults        0 0
tmpfs                   /dev/shm                tmpfs   defaults        0 0
devpts                  /dev/pts                devpts  gid=5,mode=620  0 0
sysfs                   /sys                    sysfs   defaults        0 0
proc                    /proc                   proc    defaults        0 0
[root@localhost ~]#

在"/etc/fstab"文件中，每一行记录对应一个分区或设备的挂载配置信息，各部分的含义如下。

第1字段：设备名或设备卷标名。
第2字段：文件系统的挂载点目录的位置。
第3字段：文件系统类型，如ext4、swap等。
第4字段：挂载参数，mount命令"-o"选项后可使用的参数。

（defaults、rw、ro、noexec分别表示默认参数、可写、只读、禁用执行程序）

第5字段：表示文件系统是否需要dump备份，为1时表示需要，为0时将被dump所忽略。

第6字段：该数字用于决定在系统启动时进行磁盘检查的顺序。0表示不进行检查，1表示优先检查，2表示其次检查，对于根分区应设为1，其他分区设为2。

5.4 查看磁盘使用情况

不带选项及参数的mount命令可以显示分区的挂载情况，了解系统中已挂载各文件系统的磁盘使用情况可以使用df命令。

df命令使用文件或者设备作为命令参数，常用的选项为"-h","-T"。"-h"选项可以显示更易读的容量单位，而"-T"选项用于显示对应文件系统的类型。

[root@localhost ~]# df -hT
Filesystem     Type   Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3      ext4    18G  5.0G   12G  30% /
tmpfs          tmpfs  495M  224K  495M   1% /dev/shm
/dev/sda1      ext4    97M   30M   63M  32% /boot
[root@localhost ~]#