本章重点：会在Linux中使用硬盘

在Linux中使用硬盘分三步

分区：方便管理，加快磁盘读写速度
格式化（安装文件系统软件帮你翻译）
挂载

一、磁盘基础

1.硬盘的分类

机械硬盘：靠磁头转动找数据慢便宜

固态硬盘：靠芯片去找数据快贵

2.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，磁头也不会碰到盘面，磁头等于盘片数量

3.磁盘的硬件架构

扇区：盘片被分为多个扇形区域，每个扇区存放 $\color{red}{512字节}$ 的数据（扇区越多容量越大）是磁盘存放数据的最小单位

磁道：同一盘片不同半径的同心圆（使用命令badblocks /dev/sda 查看硬盘坏道）

柱面：不同盘片相同半径构成的圆（柱面和磁道数量相同）

4.磁盘的接口类型

磁盘的接口类型决定了数据的传输快慢

SATA：6Gbps，SATA数据端口与电源（长的电源，数据线短的）端口是分开的，即需要两条线，一条数据线，一条电源线

SAS：6Gbps，SAS是一整条线，数据端口与电源端口是一体化的，SAS中是包含供电线的，而SATA中不包含供电线。SATA标准其实是SAS标准的一个子集，二者可兼容，SATA硬盘可以插入SAS主板上，反之不行。

二、MBR与磁盘分区

windows 当中是可以不分区的

linux 当中一定要分区才可以使用硬盘

1.为什么要分区

优点：①加快磁盘的读写性能 ②便于管理 ③使用不同的文件系统

缺点：①必须是连续的空间，不灵活；②无法扩容

2.分区方式

mbr 只支持2t以下 4分区

gpt 可以支持2t以上 128分区

3.MBR与磁盘分区

3.1 主引导记录（Master Boot Record）

MBR位于硬盘第一个物理扇区处
MBR中包含硬盘的 $\color{red}{主引导程序}$ （作用：引导硬件找到操作系统）和 $\color{red}{硬盘分区表}$ （作用：明确分区的范围）
分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16字节。
第一个扇区总共512字节，主引导程序446字节，分区表64字节，结束位2字节。

3.2 磁盘分区的表示

磁盘分区表示.png

3.3 磁盘分区结构

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
逻辑分区的序号将始终从5开始

逻辑分区.png

3.4 分区类型

常见的硬盘可以划分为 $\color{red}{主分区}$ 、 $\color{red}{扩展分区}$ 和 $\color{red}{逻辑分区}$ 。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

主分区：可以直接使用
扩展分区（有了扩展分区可以超过4个）：不可以直接使用，不是真正的分区，它存放了逻辑分区的分区表
逻辑分区：可以直接使用，逻辑分区的空间必须从扩展分区中得到

对于一个硬盘来说，主分区至少有 1 个，最多有 4 个；扩展分区可以没有，最多只能有 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。

三、文件系统

文件系统：用来管理（增删改查恢复）文件的程序，是需要安装在磁盘上的

1. 常用文件系统

1.1 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

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

1.2 swap 交换文件系统

为Linux系统建立交换分区

当内存不足时，将硬盘的空间转化为内存使用

swap分区

分区

格式化

挂载-------->开启

```swap命令
开启swap分区    swapon   -a  [设备名]
关闭swap分区    swapoff  -a  [设备名]

1.3 FAT16、FAT32

缺点是安全性差，且最大只能支持32GB分区，单个文件也只能支持最大4GB。

1.4 NTFS（xfs）

Windows默认的文件系统

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

1.5 EXT4

Extended file system 4，第四代扩展文件系统

CenOS 6系统中默认使用的文件系统

1.6 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。收费！

2.文件系统的修复

```修复命令
fsck  /dev/sdb1  -y

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

四、分区工具介绍

分完区，不保存不生效有反悔的可能

fdisk ： 2t及以下分区推荐

gdisk ：全支持 2t以上再用

分完区立马生效

parted ：全支持，不推荐即时生效，小心使用

1. fdisk

fdisk 作用：分区；查看磁盘分区情况

命令	效果
fdisk -l	查看磁盘分区信息
fdisk -l /dev/sdb	查看sdb磁盘分区的信息
fdisk 设备名（必须是一整块的磁盘）	对设备进行分区

交互指令

n 新建分区

w 保存

d 删除分区

p 打印分区情况

2. gdisk

用法同fdisk

五、格式化

格式化的目的就是在磁盘上安装文件系统

1. 创建文件系统——mkfs命令

Make Filesystem，创建文件系统（格式化）。

$\color{red}{两种命令格式}$

mkfs  -t 指定分区类型  分区设备
mkfs.分区类型  分区设备            

常用分区类型有xfs 、 ext4

两种命令格式中，分区设备位置都要用绝对路径

2. 创建交换文件系统——mkswap命令

$\color{red}{命令格式}$

 mkswap 分区设备       //创建交换文件系统，分区设备位置要使用绝对路径
 
 swapon 分区设备       //启用交换分区
 swapoff 分区设备      //停用交换分区
 swapon -s             //显示所有启用状态的交换分区

六、挂载

外来的设备（移动硬盘光驱 u盘新加硬盘）如果想在Linux中使用，一定要挂载！在Linux内部找一个空文件夹，和设备做上关联

访问文件夹=访问硬件设备的空间

1. 手动挂载（临时挂载）

使用mount命令挂载是一次性的，关机后挂载关系就会取消，下次开机启动时仍然需要重新挂载。

$\color{red}{命令格式}$ ：mount [ 选项 ] 存储设备挂载点目录

mount  /dev/sdb1  /mnt
mount  /dev/sdb5  /mnt

选项	效果
-t	fstype 指定要挂载的设备上的文件系统类型,如:ext4,xfs
-o	options：(挂载文件系统的选项)，多个选项使用逗号分隔
	ro/rw 只读 / 读写
	remount 重新挂载

1.1 挂载规则：

不能挂文件，只能挂文件夹
通常挂载点一般是已存在的空的目录（挂载目录需事先存在，不能挂载不存在的目录。最好挂载空目录，不然挂载点下原有文件可能丢失或被隐藏。）
一个挂载点同一时间可以挂载多个设备，但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
挂载点目录不可被其他进程使用到

1.2 解挂载

$\color{red}{命令格式}$ ： umount 存储设备位置 / 挂载点目录

无法解挂载问题

①你在挂载目录 ——>切出来

②别人在挂载目录

fuser -v /mnt/ 可以看到谁在用

fuser -km /mnt/ 把用户都剔除，慎用！！

解挂载一般是为了重新挂载，可以使用remount命令进行操作

1.3 重新挂载

mount  -o  ro  /dev/sdb1  /mnt/            只读
mount  -o  rw,remount  /dev/sdb1  /mnt/    重新挂载为可读可写

2. 自动挂载（永久挂载）

临时挂载reboot（重启）后就没了，所以使用mount命令手动挂载文件设备后，必须把挂载信息写入 vim /etc/fstab （/etc/fstab存放挂载文件）否则下次开机启动时仍然需要重新挂载。

挂载信息写入 /etc/fstab 后一定要用 mount -a 测试一下，刷新fstab里有的挂载项，不报错即可

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，从左到右包括六个字段（使用空格或者制表符分隔）。以 “/dev/mapper/centos-root / xfs defaults 0 0” 为例，各部分含义如下所述：

字段1：设备名或设备卷标名、或设备的UUID （建议使用UUID进行永久挂载！在vim编辑器内可使用 ：r!blkid /dev/sdb1命令读入）。

字段2：文件系统的挂载点目录的位置。

字段3：文件系统类型，如 XFS、swap 等。

字段4：挂载参数，即 mount 命令”-o“选项后可使用的参数。例如，default、rw、ro、noexec 分别表示为默认参数、可读可写、只读、禁用执行程序。

字段5：表示文件系统是否需要 dump 备份（dump是一个备份工具）。一般设为1时表示需要，设为0时将被dump忽略。

字段6：该数字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。根分区可设为1，其他分区设置为2。一般不进行检查，会影响系统性能。

修改/etc/fstab 文件时，每一个字段都必须填写正确，如果有错误，下次开机时会有“Control-D"报错，导致无法正常启动。

注意：如果uuid写错了，可以直接等待进入系统后，出现ctrl+D 报错，输入root密码，然后修改/etc/fstab

七、磁盘常用命令

磁盘命令	效果
fdisk	分区；查看磁盘分区情况
gdisk	分区
partprobe	分完区后，系统未识别可以使用该命令刷新分区表
lsblk	显示块设备（磁盘），可用来查看系统中的磁盘和分区情况，显示比较详细

mount	可以显示所有的挂载的情况，也可以临时挂载
blkid	查看设备的唯一标志符 UUID
df	（ disk free ）查看挂载情况，磁盘剩余量
df -T	查看分区类型
df -h	显示单位 g m k

八、Linux中使用硬盘三步走实操

在虚拟机中添加硬盘

xshell中重启，更新磁盘情况

分区

格式化

挂载

永久挂载

磁盘管理与文件系统【fdisk、mkfs、mount】

一、 磁盘基础