云计算【第一阶段（18）】磁盘管理与文件体系 分区格式挂载（一） ...

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一、磁盘基础
二、磁盘布局
2.1、呆板硬盘
2.2、固态硬盘
2.3、扩展移动硬盘
2.4、呆板磁盘的一些计算（相识）
2.5、磁盘接口范例
二、Linux 中使用的文件体系范例
2.1、磁盘分区的表示
2.1.1、主引导记载(MBR)
2.1.2、Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件
2.2、磁盘的分区布局
2.2.1、扩展IDE设备和SCSI设备
2.3、文件体系范例
三、检测并确认新硬盘
四、规划硬盘中的分区
五、创建文件体系
六、挂载，卸载文件体系
七、检察磁盘使用环境

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一、磁盘基础

磁盘（disk）是指利用磁记载技能存储数据的存储器。
磁盘是计算机主要的存储介质，可以存储大量的二进制数据，并且断电后也能保持数据不丢失。
早期计算机使用的磁盘是软磁盘（Floppy Disk，简称软盘），如今常用的磁盘是硬磁盘（Hard disk，简称硬盘）。
也就是现在说的硬盘就相当于是说我们的磁盘。
二、磁盘布局

磁盘分为：

• 呆板硬盘（HDD）
  
• 和固态硬盘（SSD）
  

2.1、呆板硬盘

由盘片、磁头、盘片转轴及控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口和缓存等部分构成。磁头通过沿盘片半径方向运动，加上盘片的高速旋转，定位在指定位置上举行数据的读写操纵。
速度较慢，通常约为120MB/S
通常具有较大的存储容量，便宜！！，得当需要大量存储空间的场景。
呆板硬盘有 磁盘、磁道、扇区、柱面，这都是呆板硬盘的概念，固态硬盘没有这些东西。
磁道、扇区
每个盘片被划分为一个个磁道，每个磁道又划分为一个个扇区（每个扇区存放512字节
的数据，是硬盘的最小存储单元）。其中，最内侧磁道上的扇区面积最小，因此数据密度最大。

盘片
一个磁盘（如一个 1T 的呆板硬盘）由多个盘片叠加而成。盘片的表面涂有磁性物质，这些磁性物质用来记载二进制数据。因为正反两面都可涂上磁性物质，故一个盘片会有两个盘面。

柱面
差别盘片雷同半径构成的圆柱面，由同一半径圆的多个磁道构成。

 磁头
每面一个磁头
每个盘面对应一个磁头。所有的磁头都是连在同一个磁臂上的，因此所有磁头只能“共进退”。所有盘面中相对位置雷同的磁道构成柱面。

2.2、固态硬盘

采用闪存技能作为存储介质，由闪存芯片、控制芯片、接口和缓存等部分构成。没有呆板运动部件，通过电子信号举行数据读写。
快得多，SATA协议的固态硬盘速度约为500MB/S
NVMe协议的固态硬盘速度则更高，可达3500MB/S。
价格较高，但是性能好！！

固态硬盘没有呆板件，由主控芯片、闪存、缓存颗粒、PCB板和外壳这五个部分构成。

ps：其他网友：呆板硬盘的划伤是无法修复的，而且是一个普遍现象，相比之下，固态硬盘的数据安全性强许多。呆板硬盘早晚退出历史舞台。


2.3、扩展移动硬盘

pssd是移动硬盘，最高的性能能到达2000M/s，影戏秒传，不外价格...有点贵，2000M/s的 pssd 4T大概2500元
选购 PSSD 的第一步其实就是弄清晰自己电脑的 USB 口到底能消受多高的速度
USB 4
最高的理论传输速度可以到达 40 Gbps，也就是说，市面上一切你可以卖到的消耗级 PSSD 他都能给hold 住，然后他长这样：

通常“雷电”接口旁边都会有一个雷电标识

一般是英特尔i7大概更新的电脑支持

usb3的话没有什么好说的了大概是这几代，一般不是特别老的电脑都支持

也可以选则支持这些的pssd作为使用，会比u盘好一些，但是u盘便宜，但是还是要详细分析。
2.4、呆板磁盘的一些计算（相识）

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=512*63*255=7.84M
可以用柱面/磁头/扇区来唯肯定位磁盘上每一个区域
2.5、磁盘接口范例

IDE ，SATA ，SCSI ， SAS ， 光纤通道
 
二、Linux 中使用的文件体系范例

2.1、磁盘分区的表示

2.1.1、主引导记载(MBR)

在每一个磁盘第一个物理扇区处都有MBR（Master Boot Record）主引导记载
位于硬盘的0磁道、0柱面、1扇区中，MBR的主要功能是存储启动引导程序和磁盘分区表。
分区表有4个分区记载区，每个分区记载区占16个字节
MBR总共512字节， 前446字节是主引导记载，分区表保存在MBR扇区中的第447-510字节中。
磁盘分区支持最大卷为2.2TB，每个磁盘最多有4个主分区，或3个主分区、1个扩展分区和在扩展分区里面分多个逻辑分区。

2.1.2、Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件

Linux中“一切皆文件”
/dev/sdb3

sd表示SCSI设备    
hd表示IDE设备
硬盘的顺序号，以字母a、b、c....表示
分区的顺序号，以数字1、2、3...表示。主分区从1-4， 第一个逻辑分区始终从5开始。

2.2、磁盘的分区布局

• 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定在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
  

2.2.1、扩展IDE设备和SCSI设备

IDE设备
定义：
IDE（Integrated Drive Electronics）设备，全称“集成驱动器电子装置”，是一种硬盘驱动器接口技能。IDE的本意是将硬盘的“控制器”与“盘体”集成在一起，从而构成硬盘驱动器。
特点：

• 接口技能：IDE接口也被称为ATA接口，是现代PC（个人电脑）中硬盘驱动器的主要接口范例。
  
• 简化与可靠性：将盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，加强了数据传输的可靠性，并使得硬盘的制造变得更为容易。
  
• 应用广泛：在个人电脑中，IDE设备主要包括硬盘和光驱（如CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器和CD-R/RW光盘刻录机）。
  
• 安装简便：IDE设备的安装相对简单，主要需要连接电源线和数据电缆。
  
• 主从关系：IDE设备存在主设备和从设备的区分，主设备拥有更高的控制优先权。
  

SCSI设备

定义：
SCSI（Small Computer System Interface）设备，是一种计算机和智能设备之间（如硬盘、软驱、光驱、打印机、扫描仪等）体系级接口的独立处理器标准。
特点：

• 智能通用接口：SCSI是一种智能的通用接口标准，可以连接多种设备。
  
• 性能优越：与IDE相比，SCSI在性能上更为精彩，尤其在处理大文件和大目录时。
  
• 价格较高：由于SCSI主要针对服务器和专业环境设计，其价格相对较高。
  
• 使用复杂：SCSI的使用相对复杂，如SCSI ID和总线终结器的设置不妥可能导致题目。
  
• 扩展性强：SCSI具有极强的扩展本领，一条通道上最多可以连接15个设备（除去控制卡本身占用的一个设备空间）。
  

总结
IDE设备和SCSI设备在定义、特点、性能、价格和使用复杂性等方面存在显著的差异。IDE设备以其简便、广泛的应用和相对较低的资本，在个人电脑中占据主导职位；而SCSI设备则以其高性能、高扩展性和复杂的专业应用，在服务器和专业环境中备受青睐。

2.3、文件体系范例

XFS

• 是一种高性能的日志文件体系，特别擅长于处理大文件，可支持上百万 T 字节的存储空间。由于 XFS 文件体系开启日志功能，所以即便发生宕机也不怕数据遭到粉碎，这种文件体系可以根据日志记载在短时间内举行数据规复
  
• 存放文件和目录数据的分区
  
• 优化算法,日志记载对文件操纵非常小,它是全64位的文件体系，最大可以支持8EB的文件体系，而且支持单个文件到达8EB能以靠近裸设备一的io性能存储。
  
• centos7默认使用
  

SWAP

• 互换文件体系，用于为 Linux 系统建立互换分区。互换分区的作用相当于假造内存，能够在肯定程度上缓解物理内存不敷的题目。一般建议将互换分区的巨细设置为物理内存的 1.5～2 倍。例如，对于拥有 512MB物理内存的主机，其互换分区的巨细建议设置为 1024MB。如果服务器的物理内存富足大（如 8GB 以上），也可以不设置互换分区。互换分区不用于直接存储用户的文件和目录等数据。【不外如果使用k8s不能使用这个，所以不怎么用，而且只能暂时使用，不能真正替换】
  
• 相当与内存不够用时使用磁盘空间，做假造内存
  

EXT4

• 第 4 代扩展文件体系，用于存放文件和目录数据的分区，是 Linux 体系中默认使用的文件体系（CentOS 7 默认使用 XFS）。EXT4 是典范的日志型文件体系，其特点是保存有磁盘存取记载的日志数据，便于规复，在存取性能和稳定性方面更加精彩。
  
• 在处理小文件和目录时，EXT4表现更优
  
• 支持加密和快照等功能
  

XFS更得当大型企业环境和大容量数据存储，因为它在性能、可靠性和可扩展性方面表现精彩。而EXT4则实用于中小型企业和家庭用户，特别是当需要处理大量小文件或需要与其他操纵体系兼容时。
Linux 体系还广泛支持其他各种范例的文件体系，
    如 JFS、FAT16、FAT32、NTFS 等。JFS 文件体系多用于商业版本的 UNIX 操纵体系中，具有精彩的性能表现。由于 NTFS 是微软公司的专有文件体系，Linux 体系默认只支持从 NTFS 分区读取文件，如果需要向 NTFS 分区中写入文件数据，需要结合其他辅助软件（如 NTFS-3G）。
FAT16  FAT32
且支持文件最大32g ，2g单个文件支持最大4gb
ext4文件体系最大支持1EB文件体系

• 1EB=1024PB
  
• 1PB=1024TB
  
• 1TB=1024GB
  

三、检测并确认新硬盘

检察硬盘的整体环境和分区环境
   fdisk  -l  【磁盘设备】
  在Linux体系中，磁盘设备通常被定名为 /dev/sdX（其中 X 是一个小写字母，如 a, b, c 等）

• Device：分区的设备文件名称。
  
• Boot：是否是引导分区。若是，则有“*”标识。
  
• Start：该分区在硬盘中的起始位置（柱面数）。
  
• End：该分区在硬盘中的竣事位置（柱面数）。
  
• Blocks：分区的巨细，以 Blocks（块）为单元，默认的块巨细为 1024 字节。
  
• Id：分区对应的体系 ID 号。83 表示 Linux 中的 XFS 分区或 EXT4 分区、8e 表示 LVM 逻辑卷。LVM 是 Linux 操纵体系中对磁盘分区举行管理的一种逻辑机制,与之相关的知识将在背面的章节介绍。
  
• System：分区范例。识别到新的硬盘设备后，就可以在该硬盘中建立新的分区了。在 Linux 操纵体系中，分区和格式化的过程是相对独立的，关于格式化分区的操纵将在后续内容中解说。
  

四、规划硬盘中的分区

交互模式中的常用指令
 fdisk指令说明

• Command (m for help): m                      #输入m指令
  
•   a   toggle a bootable flag                 #设置可引导标记
  
•   b   edit bsd disklabel                     #修改bsd的磁盘标签
  
•   c   toggle the dos compatibility flag      #设置DOS操纵体系兼容标记
  
•   d   delete a partition                     #删除一个分区
  
•   l   list known partition types             #表现已知的分区范例，其中82为  Linux swap分区，83为Linux分区
  
•   m   print this menu                        #表现帮助菜单
  
•   n   add a new partition                    #增加一个新的分区
  
•   o   create a new empty DOS partition table #创建一个新的空白的DOS分区表
  
•   p   print the partition table              #表现磁盘当前的分区表
  
•   q   quit without saving changes            #退出fdisk程序，不保存任何修改
  
•   s   create a new empty Sun disklabel       #创建一个新的空白的Sun磁盘标签
  
•   t   change a partition's system id         #改变一个分区的体系号码
  
•   u   change display/entry units             #改变表现记载单元
  
•   v   verify the partition table             #对磁盘分区表举行验证
  
•   w   write table to disk and exit           #保存修改结果并退出fdisk程序
  
•   x   extra functionality (experts only)     #特殊功能，不建议初学者使用
   
  

需要重启动 init 6
大概
不重启加载新建的硬盘
磁盘添加完成，进入体系，使用下面命令扫描SCSI总线
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
                                    host1
                                    host2
再检察fdisk -l

大概
lsblk 以树形检察磁盘分区

创建主分区

扩展分区

swap分区

逻辑分区

五、创建文件体系

mkfs命令
   mkfs  -t  文件体系范例 分区设备
  大概mkfs.xfs /dev/sdb1 

sdb2雷同
sdb3是swap有区别

• swapon 是开启swap   注：/dev/sdb2(swap分区)
  
• swapof 是关闭swap     注：/dev/sdb2(swap分区)
  
• swapon -s #检察每个分区的swap状态信息
  
• free -m#检察总的swap状态信息
  

需要打开

sbd5 

检察

六、挂载，卸载文件体系

mount命令
挂载文件体系，iso镜像到指定文件夹
   mount 【-t 范例】存储设备   挂载点目录
  
mount  -o loop  iso镜像文件  挂载点目录
  loop：用来把一个文件当成硬盘分区挂接上体系 
   卸载已挂载的文件体系
umount存储设备位置
umount 挂载点目录
  挂载到创建文件/home/laowang 

永久性挂载
先看 uuid用blkid

vim /etc/fstab 永久挂载

 需要重启

扩展

• 设备文件或设备标识：指定要挂载的设备。
  
• 挂载点：指定文件体系在体系中的挂载位置。
  
• 文件体系范例：指定文件体系的范例，如 ext4, xfs, ntfs, vfat 等。
  
• 挂载选项：这是一个逗号分隔的选项列表，用于控制挂载举动。
  
• 转储频率：用于 dump 命令确定是否需要备份这个文件体系。通常，0 表示不备份。
  
• 查抄顺序：用于 fsck 命令确定在启动时查抄文件体系的顺序。根文件体系 (/) 应该被设置为 1，其他文件体系可以设置为 2 或更高（取决于它们对体系启动的依靠程度）。如果设置为 0，则 fsck 不会查抄该文件体系。
  

两个 0 分别对应于 转储频率 和 查抄顺序。详细来说：

• 第一个 0 表示这个文件体系不会被 dump 命令备份。
  
• 第二个 0 表示在启动时，fsck 不会查抄这个文件体系。
  

七、检察磁盘使用环境

检察磁盘使用环境
df命令
df 【选项】 [文件】
比如T可以看到范例
i:表现in 示inode信息而非块使用量

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