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linux磁盘及文件系统[亲测有效]

老牧童 • • Linux • 阅读 266

linux磁盘及文件系统[亲测有效]本篇文章主要介绍磁盘和linux文件系统。linux磁盘使用需要先磁盘分区、然后格式化、挂载等操作，面对MBR、GPT不同类型的分区表，我们改怎么操作呢？

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

文章目录

一、linux 文件系统及磁盘分区

1.1 磁盘简介

  • 硬盘是计算机主要存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成，碟片外覆盖有铁磁性材料，硬盘内部由磁道、柱面、扇区、磁头等部件组成

  • Linux系统中硬件设备相关配置文件存放在/dev/下，常见硬盘命名：/dev/hda、/dev/sda、/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/vda。不同硬盘接口，在系统中识别的设备名称不一样。

  • IDE硬盘接口在Linux中设备名为/dev/hda，SAS、SCSI、SATA硬盘接口在Linux中设备名为sda，高效云盘硬盘接口会识别为/dev/vda等。

  • 文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做Sector（扇区），每个Sector储存512字节。操作系统在读取硬盘的时候，不会逐个Sector的去读取，这样效率非常低，为了提升读取效率，操作系统会一次性连续读取多个Sector，即一次性读取多个Sector称为一个Block（块。

  • 由多个Sector组成的Block是文件存取的最小单位。Block的大小常见的有1KB、2KB、4KB，Block在Linux中常设置为4KB，即连续八个Sector组成一个Block。

  • /boot分区Block一般为1KB，而/data/分区或者/分区的Block为4K

  • linux 系统查看分区的Block大小方法：

    [root@hbs ~]# stat anaconda-ks.cfg |grep -i "block"
  Size: 1511      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
[root@hbs ~]# 

[root@hbs ~]# stat /boot/|grep "IO Block"
  Size: 4096      	Blocks: 8          IO Block: 4096   directory
[root@hbs ~]#

1.2 linux 磁盘与文件系统简介

  • 在这里插入图片描述

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1.3 mount 挂载

  • Mount命令工具主要用于将设备或者分区挂载至Linux系统目录下，Linux系统在分区时，也是基于mount机制将/dev/sda分区挂载至系统目录，将设备与目录挂载之后，Linux操作系统方可进行文件的存储。

    mount [-Vh]
	mount -a [-fFnrsvw] [-t vfstype]
	mount [-fnrsvw] [-o options [,...]] device | dir
	mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir
	-V：			                显示mount工具版本号；
	-l：			                    显示已加载的文件系统列表；
	-h：			                    显示帮助信息并退出；
	-v：			                    输出指令执行的详细信息；
	-n：			                    加载没有写入文件/etc/mtab中的文件系统；
	-r：			                    将文件系统加载为只读模式； 
	-a：			                    加载文件/etc/fstab中配置的所有文件系统；
	-o:				                指定mount挂载扩展参数，常见扩展指令：rw、remount、loop等，其中-o相关指令如下：
	-o atime：						系统会在每次读取文档时更新文档时间；
	-o noatime：						系统会在每次读取文档时不更新文档时间；
	-o defaults:						使用预设的选项 rw,suid,dev,exec,auto,nouser等；
	-o exec                         允许执行档被执行；
	-o user、-o nouser：				使用者可以执行 mount/umount的动作；
	-o remount：						将已挂载的系统分区重新以其他再次模式挂载；
	-o ro：							只读模式挂载；
	-o rw：							可读可写模式挂载；
	-o loop                          使用loop模式，把文件当成设备挂载至系统目录。
	-t：			                    指定mount挂载设备类型，常见类型nfs、ntfs-3g、vfat、iso9660等，其中-t相关指令如下：
	iso9660                         光盘或光盘镜像；
	msdos 	                        Fat16文件系统；
	vfat  	                        Fat32文件系统；
	ntfs	                            NTFS文件系统；
	ntfs-3g                          识别移动硬盘格式；
	smbfs 	                        挂载Windows文件网络共享；
	nfs		                        Unix/Linux文件网络共享。

  • MOUNT 常用案例

    mount  	/dev/sdb1    		/data 				挂载/dev/sdb1分区至/data/目录
mount 	/dev/cdrom   		/mnt 			挂载Cdrom光盘至/mnt目录；
mount 	-t ntfs-3g   		   /dev/sdc  	/data1	挂载/dev/sdc移动硬盘至/data1目录；
mount   -o remount,rw    	/ 		  			重新以读写模式挂载/系统；
mount 	-t  iso9660  -o loop  centos7.iso /mnt	将centos7.iso镜像文件挂载至/mnt目录；
mount   -t fat32   /dev/sdd1            /mnt    将U盘/dev/sdd1挂载至/mnt/目录；
mount   -t nfs 192.168.10.11:/data/    	/mnt	    将远程192.168.10.11:/data目录挂载至本地/mnt目录。

二、案例演示

2.1 gdisk 给磁盘分区

  • 使用 gdisk 创建一个 500M 的 xfs 文件系统，并将它挂载到 /data/test目录下

    # 1.列出所有磁盘
[admin@rivers~]$ lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   40G  0 disk 
├─sda1   8:1    0    2M  0 part 
├─sda2   8:2    0    1G  0 part /boot
├─sda3   8:3    0   10G  0 part /
├─sda4   8:4    0    5G  0 part /home
└─sda5   8:5    0    1G  0 part [SWAP]
sr0     11:0    1  4.2G  0 rom  /run/media/admin/CentOS 7 x86_64


# 2. 查看磁盘分区表类型
[admin@rivers~]$ sudo parted /dev/sda print
[sudo] admin 的密码：
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)   # (厂商)模块名称
Disk /dev/sda: 42.9GB                    # 磁盘总容量
Sector size (logical/physical): 512B/512B # 物理扇区容量
Partition Table: gpt                     # 这里显示是gpt格式
Disk Flags: pmbr_boot

Number  Start   End     Size    File system     Name  标志
 1      1049kB  3146kB  2097kB                        bios_grub
 2      3146kB  1077MB  1074MB  xfs
 3      1077MB  11.8GB  10.7GB  xfs
 4      11.8GB  17.2GB  5369MB  xfs
 5      17.2GB  18.3GB  1074MB  linux-swap(v1)

[admin@rivers~]$ 


# 3.使用gdisk 创建分区

[admin@rivers~]$ sudo  gdisk /dev/sda
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.6

Partition table scan:
  MBR: protective
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: present

Found valid GPT with protective MBR; using GPT.

Command (? for help): ?               # ? 命令帮助，想到fdisk中的m
b       back up GPT data to a file
c       change a partition's name d delete a partition # 删除一个分区 i show detailed information on a partition l list known partition types n add a new partition # 增加一个分区 o create a new empty GUID partition table (GPT) p print the partition table #打印出分区表 (常用) q quit without saving changes # 不保存分区直接离开 r recovery and transformation options (experts only) s sort partitions t change a partition's type code
v       verify disk
w       write table to disk and exit     #保存分区后离开
x       extra functionality (experts only)
?       print this menu


Command (? for help): p
Disk /dev/sda: 83886080 sectors, 40.0 GiB               # 磁盘文件名/扇区总数与总容量
Logical sector size: 512 bytes                          # 单一扇区大小为512 bytes 
Disk identifier (GUID): 00B9BA4D-D71C-462B-82F4-091B4C43A1D5  #磁盘的GPT标识码
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 83886046
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 48230333 sectors (23.0 GiB)          # 下面为完整的分区信息

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048            6143   2.0 MiB     EF02     # 第一个分区信息
   2            6144         2103295   1024.0 MiB  0700  
   3         2103296        23074815   10.0 GiB    0700  
   4        23074816        33560575   5.0 GiB     0700  
   5        33560576        35657727   1024.0 MiB  8200  

Command (? for help): n                                 # 新增加一个
Partition number (6-128, default 6):                    # 标识符
First sector (34-83886046, default = 35657728) or { 
     +-}size{ 
     KMGTP}: # 开始扇区
Last sector (35657728-83886046, default = 83886046) or { 
     +-}size{ 
     KMGTP}: +500M 
Current type is 'Linux filesystem'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300):  #在分区内可能的文件系统类型 8300 
Changed type of partition to 'Linux filesystem'

Command (? for help): p
Disk /dev/sda: 83886080 sectors, 40.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 00B9BA4D-D71C-462B-82F4-091B4C43A1D5
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 83886046
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 47206333 sectors (22.5 GiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048            6143   2.0 MiB     EF02  
   2            6144         2103295   1024.0 MiB  0700  
   3         2103296        23074815   10.0 GiB    0700  
   4        23074816        33560575   5.0 GiB     0700  
   5        33560576        35657727   1024.0 MiB  8200  
   6        35657728        36681727   500.0 MiB   8300  Linux filesystem


# 8300 linux 文件系统
# 8200 swap 文件系统
Command (? for help): w  # 保存

Final checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
PARTITIONS!!

Do you want to proceed? (Y/N): Y  # 按Y 退出
OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sda.
Warning: The kernel is still using the old partition table.
The new table will be used at the next reboot.
The operation has completed successfully.
[admin@rivers~]$ 
[admin@rivers~]$ lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   40G  0 disk 
├─sda1   8:1    0    2M  0 part 
├─sda2   8:2    0    1G  0 part /boot
├─sda3   8:3    0   10G  0 part /
├─sda4   8:4    0    5G  0 part /home
└─sda5   8:5    0    1G  0 part [SWAP]
sr0     11:0    1  4.2G  0 rom  /run/media/admin/CentOS 7 x86_64


# 4. 更新linux 内核的分区表信息
 [admin@rivers~]$ lsblk 
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   40G  0 disk 
├─sda1   8:1    0    2M  0 part 
├─sda2   8:2    0    1G  0 part /boot
├─sda3   8:3    0   10G  0 part /
├─sda4   8:4    0    5G  0 part /home
├─sda5   8:5    0    1G  0 part [SWAP]
└─sda6   8:6    0  500M  0 part 
sr0     11:0    1  4.2G  0 rom  /run/media/admin/CentOS 7 x86_64
[admin@rivers~]$ 



# 5.格式化刚建立的分区
[admin@rivers~]$ sudo mkfs.xfs /dev/sda6
meta-data=/dev/sda6              isize=512    agcount=4, agsize=32000 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=128000, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=855, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
[admin@rivers~]$ 


# 6.查看/dev/sda6的UUID
[admin@rivers~]$ sudo blkid|grep "/dev/sda6"
/dev/sda6: UUID="fc584ce9-b4ff-4c54-8c2c-9ed6cf54dc1d" TYPE="xfs" PARTLABEL="Linux filesystem" PARTUUID="1aa87728-47cd-428d-b5bd-32a076c8f537" 
[admin@rivers~]$ 


# 7.创建挂载点，且挂载
[admin@rivers~]$ sudo mount  UUID="fc584ce9-b4ff-4c54-8c2c-9ed6cf54dc1d" /data/test
[admin@rivers~]$ df -h
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sda3        10G  4.6G  5.5G   46% /
devtmpfs        1.8G     0  1.8G    0% /dev
tmpfs           1.8G     0  1.8G    0% /dev/shm
tmpfs           1.8G  9.1M  1.8G    1% /run
tmpfs           1.8G     0  1.8G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda4       5.0G   37M  5.0G    1% /home
/dev/sda2      1014M  158M  857M   16% /boot
tmpfs           367M  4.0K  367M    1% /run/user/42
tmpfs           367M   36K  367M    1% /run/user/1000
/dev/sr0        4.3G  4.3G     0  100% /run/media/admin/CentOS 7 x86_64
/dev/sda6       497M   26M  472M    6% /data/test
[admin@rivers~]$ 

# 8.删除刚建立的 6号分区，先卸载，再说删除
[admin@rivers~]$ sudo umount /data/test/

[admin@rivers~]$ sudo gdisk /dev/sda
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.6

Partition table scan:
  MBR: protective
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: present

Found valid GPT with protective MBR; using GPT.

Command (? for help): p  # 打印下以存在的分区
Disk /dev/sda: 83886080 sectors, 40.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 00B9BA4D-D71C-462B-82F4-091B4C43A1D5
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 83886046
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 47206333 sectors (22.5 GiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048            6143   2.0 MiB     EF02  
   2            6144         2103295   1024.0 MiB  0700  
   3         2103296        23074815   10.0 GiB    0700  
   4        23074816        33560575   5.0 GiB     0700  
   5        33560576        35657727   1024.0 MiB  8200  
   6        35657728        36681727   500.0 MiB   8300  Linux filesystem

Command (? for help): d   # 按 d 删除分区
Partition number (1-6): 6

Command (? for help): p
Disk /dev/sda: 83886080 sectors, 40.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 00B9BA4D-D71C-462B-82F4-091B4C43A1D5
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 83886046
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 48230333 sectors (23.0 GiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048            6143   2.0 MiB     EF02  
   2            6144         2103295   1024.0 MiB  0700  
   3         2103296        23074815   10.0 GiB    0700  
   4        23074816        33560575   5.0 GiB     0700  
   5        33560576        35657727   1024.0 MiB  8200  

Command (? for help): w  # 保存

Final checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
PARTITIONS!!

Do you want to proceed? (Y/N): Y
OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sda.
Warning: The kernel is still using the old partition table.
The new table will be used at the next reboot.
The operation has completed successfully.


[admin@rivers~]$ sudo lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   40G  0 disk 
├─sda1   8:1    0    2M  0 part 
├─sda2   8:2    0    1G  0 part /boot
├─sda3   8:3    0   10G  0 part /
├─sda4   8:4    0    5G  0 part /home
└─sda5   8:5    0    1G  0 part [SWAP]
sr0     11:0    1  4.2G  0 rom  /run/media/admin/CentOS 7 x86_64
[admin@rivers~]$

2.2 parted 创建文件系统

  • 使用parted 创建一个swap 分区

    # 0.检查是否有parted 工具，没有就安装一个这里我有，不需安装
[admin@rivers~]$ which parted  
/usr/sbin/parted
#[admin@rivers~]$ yum -y install parted

# 1. 先列出 磁盘分区表类型，及分区情况
[admin@rivers~]$ sudo parted /dev/sda print
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sda: 42.9GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt   #2. 这里看到的是GPT类型，使用gdisk或者parted分区
Disk Flags: pmbr_boot

Number  Start   End     Size    File system     Name  标志
 1      1049kB  3146kB  2097kB                        bios_grub
 2      3146kB  1077MB  1074MB  xfs
 3      1077MB  11.8GB  10.7GB  xfs
 4      11.8GB  17.2GB  5369MB  xfs
 5      17.2GB  18.3GB  1074MB  linux-swap(v1)
 
 # 2. 将 原本gpt格式的 磁盘变为 mbr 分区表。(很危险，请勿乱用！无法恢复！)
 @ 这条命令我变了一个磁盘/sdb ，新添加的磁盘，请不要用/sda 去弄。！
 [admin@rivers~]$ sudo parted /dev/sdb mklabel msdos
 [admin@rivers~]$parted /dev/sdb print
 Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
 Disk /dev/sdb: 10.7GB
 Sector size (logical/physical): 512B/512B
 Partition Table: msdos   # 现在这里变了，变成MBR了。
 Disk Flags: 

Number  Start  End  Size  Type  File system  Flags
 使用parted 分区,格式化为 vfat 类型大小为 500M
 
 
 [admin@rivers~]$ sudo parted /dev/sda mkpart primary ext4 18.3GB 18.8GB
[sudo] admin 的密码：
信息: You may need to update /etc/fstab.

[admin@rivers~]$ sudo partprobe /dev/sda    

parted  [设备名]  [命令]  [参数]

# 固定以 MB 格式显示
parted   /dev/sdb  unit  mb  print  


# 将GPT格式的分区表，将它改变为 MBR格式 
 parted /dev/sdb mklabel msdos
 
# 在建立一个 500M的 ext4 格式的
parted /dev/sda mkpart primary ext4 18.3GB 18.8GB

2.3 创建大文件做 swap 分区

  • 使用dd 命令，创建一个大文件，格式化做swap分区，并挂载

    # 1. 创建一个 大文件，块大小为1M ，共计512个块

[admin@rivers~]$ dd if=/dev/zero of=/tmp/dvd bs=1M count=512
记录了512+0 的读入
记录了512+0 的写出
536870912字节(537 MB)已复制，30.7426 秒，17.5 MB/秒
  
  # 2. 查看，并格式化文件
  [admin@rivers~]$ sudo ls -lih /tmp/dvd 
  16838973 -rw-rw-r--. 1 admin admin 512M 12月 29 20:09 /tmp/dvd
  
  [admin@rivers~]$ sudo mkswap /tmp/dvd 
  mkswap: /tmp/dvd: warning: wiping old swap signature.
  正在设置交换空间版本 1，大小 = 524284 KiB
  无标签，UUID=79a3af17-1c7a-4025-a596-c34782619b7a
  [admin@rivers~]$ 
  
  
  #3. 启动swap ，利用swapon 将/tmp/dvd 启动(swapoff 关闭 swap file)
  [admin@rivers~]$ sudo swapon /tmp/dvd
  
  # 4. 使用swapoff 关闭，并设置自启动
  [admin@rivers~]$ sudo swapoff /tmp/dvd 
  
  [admin@rivers~]$ tail -1 /etc/fstab 
  /tmp/dvd    swap  swap  defaults 0 0
  [admin@rivers~]$

总结

  • 一个 可以被挂载的数据 通常 称为 文件系统，不是硬盘分区

  • linux 传统文件系统为 ext2，该文件系统主要包含信息有:

    • 超级区块：包含inode/区块总量，使用量、剩余量，文件系统格式等信息
    • inode：文件属性，一个文件一个inode，同时记录文件数据所在区块号码
    • 数据区块：实际记录文件的内容，若文件太大，会占用多个数据区块

  • ext2 文件系统的数据存取为 索引式文件系统

  • 硬链接：只是多了一个文件名 对该inode 号码的连接，不能跨文件连接、不能连接目录

  • 符号链接：快捷方式。

  • 磁盘使用 必须经过 分区、格式化与挂载。常用命令 为 parted、gdisk、fdisk、mount、partproe等

  • 启动自动挂载，可以编写/etc/fstab 文件，然后使用 mount -a测试

    在这里插入图片描述

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老牧童老牧童
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