linux的硬盘与文件系统管理1. 硬盘结构硬盘（Hard Disk Driver，简称HDD）是计算机常用的存储设备

1. 硬盘结构

硬盘（Hard Disk Driver，简称HDD）是计算机常用的存储设备之一。下面说一下机械硬盘的结构，机械硬盘的结构分为数据结构和物理结构

（1）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，硬盘的最小存储单位
磁道:同一盘片不同半径的同心圆，是由磁头在盘片表面划出的圆形轨迹，方便数据存储
柱面:不同盘片相同半径构成的圆柱面，由同一半径圆的多个磁道组成

（2）物理结构：

盘片：硬盘有多个盘片，每个盘片有2面
磁头：每面一个磁头

（3）存储容量：

硬盘存储容量=磁头数x磁道(柱面)数×每道扇区数×每扇区字节数(512字节)
可以用柱面/磁头扇区来唯一定位磁盘上每一个区域

1.1. 硬盘的接口

硬盘按数据接口不同，大致分为ATA（IDE）和SATA以及SCSI，接口速度不是实际硬盘传输速度。

IDE（并口）：并口数据线连接主板与硬盘，抗干扰性太差，且排线占用空间较大，不利电脑内部散热，已逐渐被SATA所取代。

SATA（串口）：抗干扰性强，支持热插拔等功能，速度快，纠错能力强。

SCSI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，资料传输时 CPU占用率较低，转速快，支持热插拔等

SAS 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。

2. MRB与硬盘分区表示

MBR（Master Boot Record，主引导记录）

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
MBR总共512字节，前446字节是主引导记录，分区表保存在MBR扇区中的第447-512字节中。
分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16字节。

2.1 硬盘分区在linux中的表示

Linux内核读取光驱、硬盘等资源时，都是通过“设备文件”的形式进行，因此，将硬盘和分区分别表示为不同的文件。

表示：/dev/hda5

/dev/：硬件设备文件所在的目录

hd：表示IDE设备（sd表示scsi设备）

a：硬盘的顺序号，表示的第几块硬盘，以a、b、c…表示

5：分区的顺序号，表示第一块硬盘接口的第五个分区

2.2. 硬盘分区结构

硬盘中的主分区数目只有4个
主分区和扩展分区的序号限制在1 ~4
扩展分区再分为逻辑分区（扩展分区是为了解决分区号不够用的情况）
逻辑分区的序号将始终从5开始（因为主分区是1-4，所以逻辑分区始终从5开始）

2.3 主分区，拓展分区，逻辑分区的关系、

1、数量区别：一个硬盘可以有1到3个主分区和1个扩展分区,也可以只有主分区而没有扩展分区,但主分区必须至少有1个,扩展分区则最多只有1个,且主分区+扩展分区总共不能超过4个。逻辑分区可以有若干个。

2、用途区别：分出主分区后,其余的部分可以分成扩展分区,一般是剩下的部分全部分成扩展分区,也可以不全分,剩下的部分就浪费了。扩展分区不能直接使用,必须分成若干逻辑分区。所有的逻辑分区都是扩展分区的一部分。

3、容量区别：硬盘的容量=主分区的容量+扩展分区的容量; 扩展分区的容量=各个逻辑分区的容量之和。

4、结构区别：由主分区和逻辑分区构成的逻辑磁盘称为驱动器(Drive)或卷(Volume)。激活的主分区会成为“引导分区”(或称为“启动分区”),引导分区会被操作系统和主板认定为第一个逻辑磁盘(在DOS/Windows中会被识别为“驱动器C:”或“本地磁盘C:”,即通称的C盘)。

3. 文件系统类型

文件系统相当于一个管理硬盘各种文件的软件，文件系统的类型也决定了向分区中存放、读取数据的方式和效率。

XFS文件系统(CenOS 7系统中默认使用的文件系统)

存放文件和目录数据的分区
高性能的日志型文件系统，特别擅长于处理大文件，可支持上百万TB的存储空间
是一个全64bit的文件系统，最大支持8eb的文件系统（1EB=1024PB 1PB=1024TB）

swap交换分区

-在linux中可以将硬盘的空间暂时给内存使用（仅限于内存比较小，并且不够用的机器上）

linux中支持的其他文件格式

FAT32（最大支持4G）、NTFS

3.1 查看自己的linux支持什么文件格式

[root@localhost ~]# cat /proc/filesystems 
nodev	sysfs
nodev	rootfs
nodev	ramfs
nodev	bdev
nodev	proc
nodev	cgroup
nodev	cpuset
nodev	tmpfs
nodev	devtmpfs
nodev	debugfs
nodev	securityfs
nodev	sockfs
nodev	pipefs
nodev	anon_inodefs

4. 新增磁盘并进行主，拓展，逻辑分区的添加

4.1检测并识别新硬盘- fdisk

4.2. 格式

fdisk -l[硬盘设备]或fdisk [磁盘设备]

实例：

[root@localhost ~]# fdisk /dev/sda 这里输入fdisk命令既可以修改硬盘配置也可以查看硬盘信息
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。


命令(输入 m 获取帮助)：p  （print打印磁盘情况）

磁盘 /dev/sda：64.4 GB, 64424509440 字节，125829120 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x000a5c42
  
   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     2099199     1048576   83  Linux
/dev/sda2         2099200    31475711    14688256   8e  Linux LVM

命令(输入 m 获取帮助)：

可以看到这里有如下几个信息

解释：

设备 boot:磁盘名称（下面的*号可以看数sda1是由引导分区的，也就是这个系统中的主盘）
start：该分区在硬盘中的开始位置（柱面数）
Eed：该分区在硬盘中的结束位置（柱面数）
blocks：分区的大小，以block为单位，默认的块大小为1024字节
Id：分区对应的系统id号
system：分区类型

4.3. 在fdisk中的交互指令

选项	作用
m	获取帮助菜单
p	查看分区情况
n	新建分区
d	删除分区
t	变更分区的类型
w	保存分区操作并退出
q	不保存分区操作并退出

4.4 在虚拟中添加硬盘并创建主分区（主分区可以用于安装系统）

进入虚拟机设置

添加硬盘

4.选择推荐，下一步

6.一直默认下一步，直到完成

7.下面进入xshell，输入lsblk查看硬盘或者fdisk -l

[root@localhost ~]# fdisk -l

磁盘 /dev/sda：64.4 GB, 64424509440 字节，125829120 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x000a5c42

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     2099199     1048576   83  Linux
/dev/sda2         2099200    31475711    14688256   8e  Linux LVM

8.这时添加的硬盘还是没有显示出来，重启其实就可以显示出来，但是在生产环境中，服务器肯定是不能重启的，这时需要输入一下命令，刷新硬件接口，以识别硬盘

echo "- - -"> /sys/class/scsi_host/host0/scan 
echo "- - -"> /sys/class/scsi_host/host1/scan

这里刚刚添加的20g硬盘已经添加成功

9.规划硬盘中的分区（创建主分区）

[root@localhost /]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。


命令(输入 m 获取帮助)：n   （n新建分区）
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): 
Using default response p    （这里回车默认）
分区号 (1-4，默认 1)：
起始 扇区 (2048-41943039，默认为 2048)：     （这里回车默认）
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-41943039，默认为 41943039)：+10G   （输入想要配置的大小，一定要有+）
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 10 GiB     （设置成功）

命令(输入 m 获取帮助)：p      （p查看是否设置成功）

磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xd98fb3b2

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048    20973567    10485760   83  Linux

格式化文件系统mkfs

创建文件系统 mkfs.xfs [硬盘分区路径] （双击tab可以补全）

[root@localhost /]# mkfs.xfs /dev/sdb1      (格式化分区)
meta-data=/dev/sdb1              isize=512    agcount=4, agsize=655360 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=2621440, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

11.挂载（df -l查看是否挂载成功）

df-u查看挂载 挂载

4.6 创建扩展分区

创建完主分区才可以创建扩展分区，扩展分区只可以新建一个，拓展分区里面可以新建多个逻辑分区

4.7 创建逻辑分区

格式化逻辑分区

4.8 挂载主分区和逻辑分区

挂载常用命令

5.swap交换分区