Linux系统磁盘管理

概述

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磁盘是指利用磁记录技术存储数据的存储器。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，如今常用的磁盘是硬磁盘，即硬盘。硬盘由三部分组成，物理结构，数据结构，存储容量。

硬盘结构

（1）数据结构

扇区：磁盘上每个磁道被分为若干个弧段，这些弧段便是硬盘的扇区。硬盘的第一个扇区，叫做引导扇区。

磁道：当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹 叫做磁道

（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

硬盘的存储容量=磁头数✖磁道数✖每道扇区数✖每扇区字节数

下图即使磁盘的结构图

硬盘的接口

硬盘按数据接口不同，大致分为ATA和SATA以及SCSI和SAS，接口速度不是硬盘数据传输的速度。

磁盘读取响应时间
1.寻道时间：磁头从开始移动到数据所在磁道所需要的时间，寻道时间越短，I/O操作越快，目前磁盘的平均寻道时间一般在3－15ms，一般都在10ms左右。

2.旋转延迟：盘片旋转将请求数据所在扇区移至读写磁头下方所需要的时间，旋转延迟取决于磁盘转速。普通硬盘一般都是7200rpm，慢的5400rpm。

3.数据传输时间：完成传输所请求的数据所需要的时间。

块/簇

磁盘块/簇（虚拟出来的）。 块是操作系统中最小的逻辑存储单位。操作系统与磁盘打交道的最小单位是磁盘块。通俗的来讲，在Windows下如NTFS等文件系统中叫做簇；在Linux下如Ext4等文件系统中叫做块（block）。每个簇或者块可以包括2、4、8、16、32、64…2的n次方个扇区。
为什么存在磁盘块？
读取方便：由于扇区的数量比较小，数目众多在寻址时比较困难，所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起，形成一个块，再对块进行整体的操作。
分离对底层的依赖：操作系统忽略对底层物理存储结构的设计。通过虚拟出来磁盘块的概念，在系统中认为块是最小的单位。

page

操作系统经常与内存和硬盘这两种存储设备进行通信，类似于“块”的概念，都需要一种虚拟的基本单位。所以，与内存操作，是虚拟一个页的概念来作为最小单位。与硬盘打交道，就是以块为最小单位。

扇区、块/簇、page的关系

1.扇区： 硬盘的最小读写单元
2.块/簇： 是操作系统针对硬盘读写的最小单元
3.page： 是内存与操作系统之间操作的最小单元。
扇区 <= 块/簇 <= page

Linux系统中使用的文件系统类型

EXT4：第四代扩展文件系统，用于存放文件和目录数据的分区，是Linux系统中默认使用的文件系统。它是典型的日志型文件系统，其特点是保存有磁盘存取记录的日志文件，便于恢复，在存取性能和稳定性能方面更加出色。

SWAP：文件交换系统，用于为Linux系统建立交换分区，交换分区的作用相当于虚拟内存，能够在一定程度上缓解内存不足的问题。

XFS：一种高性能的日志文件系统，特别擅长处理大文件，可支持上百万T字节的存储空间。

操作过程

创建主分区，扩展分区，逻辑分区

在pc机上添加一块60G的磁盘（重启后生效），重启命令init6

重启后用fdisk -l命令查看是否添加成功

进入sdb磁盘界面进行操作，操作流程为分区，格式化，加载

成功创建主分区/dev/sdb1，在创建另一个主分区/dev/sdb3，方法一样

同样方法创建一个扩展分区

在扩展分区基础上，创建一个逻辑分区（主分区，扩展分区区号1-4，逻辑分区从5开始），逻辑分区只能创建在扩张分区基础上，而且拓展分区写入不了数据，逻辑可以

创建完成后，要记得要w保存退出

修改分区类型和删除分区

进入/dev/sdv磁盘操作

格式化磁盘

swap类型磁盘不需要加载，直接用swapon命令启用，用cat /proc/meminfo 查看虚拟内存

输入指令swapon /dev/sdb2，将空间加到虚拟内存中

swapoff /dev/sdb2 删除空间

设置自动挂载

进入vim编辑器对配置文件设置自动挂载

进行配置

配置完成后保存退出，重启或输入mount -a指令生效