Linux08：磁盘管理相关，创建，分区，格式化，挂载，扩展分区，交换分区，逻辑卷LVM，文件系统，文件链接，RAID磁盘阵列

Linux08：磁盘管理相关，创建，分区，格式化，挂载，扩展分区，交换分区，逻辑卷LVM，文件系统，文件链接，RAID磁盘阵列

文章目录

• • • 一.磁盘简介
    • • 1.磁盘设备的命名
      • 2.磁盘的分区方式
    • 二.管理磁盘
    • • 1.查看磁盘
      • 2.创建分区
      • 3.创建文件系统——格式化
      • 4.挂载（临时）
      • 5.查看挂载信息
      • 6.扩展分区
      • 7.交换分区Swap
    • 三.逻辑卷LVM
    • **四.文件系统**
    • • 1.索引型管理
      • 2.文件链接
      • 3.RAID磁盘阵列

Linux08：磁盘管理相关

一.磁盘简介 1.磁盘设备的命名

CentOS 7中

• IDE（并口）

• SATA（串口）——目前更适用

  • /dev/sda
  • /dev/sdb

  /dev是一个专门存放设备的目录，s代表sata就是串口，d代表disk磁盘，a代表第一块，b代表第二块…

2.磁盘的分区方式

• MBR

  MBR主引导记录，记录磁盘分配信息。最大支持磁盘容量2T，设计时只能分配4个分区。（若希望超过4个分区，需要放弃主分区，改为扩展分区或者逻辑分区）

• GPT

  GUID Partition Table 全局唯一标识分区表，是一个实体硬盘的结构布局的标准，分区数扩充的更多，支持的磁盘容量也可以超过2TB

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二.管理磁盘

1. 磁盘分区（方式-MBR）
2. 格式化——创造文件系统Filesystem
3. 挂载——mount

1.查看磁盘

方法一：#ll /dev/sd*

• 磁盘文件的类型为b——block，所属用户组均为disk（系统自带的磁盘组）

• sda开头实际是同一块硬盘，后面的数字表示分区

• 一般情况第一块盘也就是此处的a，表示系统盘

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方法二：#lsblk

• 主要看NAME和SIZE
• 最后一列mountpoint是指挂载点

2.创建分区

• MBR——分房间（MBR分区方式只能划分4个分区）

#fdisk /dev/sdb（f表示MBR分区方式）,之后按 *** 作键进行下一步

n：增加新的分区
p：打印此块磁盘当前分区信息表

步骤：

1. 按n回车（新增分区）
2. p（指定为主分区）
3. 回车（分区号默认）
4. 回车（起始扇区默认，从上一个结束开始）

最前面的0-2047扇区用于存放MBR（这里的单位：以512个字节为1个扇区）

5. 指定分区结束点（last）——其实就是指定分区大小，三种方式

   ​ a.输入分区结束位置，例如124448

   ​ b.输入想要的分区大小，例如+2G（常用）

   ​ c.直接回车，把该磁盘剩余大小都给这个分区

6. 保存分区并退出：输入w回车

7. 刷新分区表

​ #partprobe /dev/sdb

8. 查看刚刚的分区情况

• 方法一#fdisk -l /dev/sdb

• 方法二#lsblk，更直观

3.创建文件系统——格式化

通俗的讲：给刚刚分好区的磁盘就是分好隔间的房间，格式化就是给房间装上衣柜，方便文件管理(没有进行分区的部分是不能直接使用的)

#mkfs.ext4 /dev/sdb1——注意：这个 *** 作会清空该磁盘分区的原有数据

• （#mkfs -t ext4 /dev/sdb1 是一个意思，t-type）

• （make-file-system.extend4）这个extend4是文件系统第四代，是一种文件系统类型

4.挂载（临时）

#mount 文件系统类型 磁盘 挂载位置

• 首先要新建一个挂载目录（相当于磁盘分区的入口）——#mkdir /mnt/disk1

• 进行挂载——#mount -t ext4 /dev/sdb1 /mnt/disk1

取消挂载——#umount 磁盘分区

note：

1. 取消挂载后，该磁盘内的文件不会丢失，但是无法查看和编辑（无法找到绝对路径）；重新挂载后即可继续使用——可以想象为u盘的插拔
2. 挂载只能一对一，一个mnt下的一个目录只能挂载一个磁盘分区，当有新的磁盘分区挂载到同一个目录时，前一个磁盘分区自动取消挂载

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永久挂载需要修改配置文件——/etc/fstab

5.查看挂载信息

#df -hT（d-disk，f-free空闲空间，h-以合适的形式显示单位，T-type）

（未被挂载的磁盘分区是看不到的）

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备注：这个sdb磁盘一共5G，已经处理了2G可以正常使用，还剩3G是不能直接用的，同样要经过上面一系列 *** 作才能使用。由于本虚拟机的磁盘空间给了40G，所以目前来说可用为42G。

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6.扩展分区

• MBR分区方式中只能有四个主分区，如果要进行更多的分区，需要放弃一个主分区，将它设置为扩展分区。（原来选p的地方选e）

• 扩展分区的内部支持再次划分——逻辑分区

• 扩展分区本身不能存放数据（不能挂载），可以想象为扩展分区是磁盘内的一块磁盘。若想要使用，必须进行逻辑分区，然后把逻辑分区进行格式化，再挂载，才能使用

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*** 作步骤：删除原有的4号分区，新建分区为扩展分区

• 进入磁盘sdb分区管理——#fdisk /dev/sdb
• 输入p——打印当前分区信息表
• 输入d——删除分区4
• 输入n——新增分区
• 输入e——指定为扩展分区
• 然后继续新增分区输入n——就可以创建逻辑分区5逻辑分区6…
• 然后对逻辑分区格式化，挂载

注意前四个分区一般是4个主分区或者3个主分区+1个扩展分区，从5号开始为逻辑分区

7.交换分区Swap

作用：提升内存的容量，防止OOM（out of memory），交换分区存放的是热点数据（无法人为干涉）

目的：提升硬盘速度，类似缓存区的意思

大小：推荐为内存的2倍

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查看存储情况——#free -m（-h显示合适单位）

#lsblk也可查看，其中交换区可以看到是接近4G

划分新的交换分区：

• 进入一块新的硬盘#fdisk /dev/sdc
• 进行一次分区sdc1
• 输入l查看分区系统id表——其中82是表示交换区类型，83是linux常规数据存储格式（默认）
• 输入t修改分区系统id为82
  （也可以不设置，因为后面会有交换分区特殊的格式化指令）
• 输入w，保存并退出

针对交换分区的格式化指令：

#mkswap /dev/sdc1

挂载指令：

#swapon /dev/sdc1（不需要指定挂到哪里）

卸载指令：

#swapoff /dev/sdc1

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#free -m 查看当前存储情况

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三.逻辑卷LVM

先介绍一条写满硬盘的指令——抄写

#dd if=要抄的内容 of=抄到哪里 bs=抄多大 count=抄多少次

#dd if=/dev/zero of=/mnt/disk4/test.txt bs=1M count=1000

（zero是一个0文件，里面全是0）

可以另开一个终端查看磁盘容量的动态变化过程（每隔0.5秒显示一次）：

#watch -n0.5 ‘df -hT’

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由于物理磁盘的空间是有限的，不方便管理。所以印出逻辑卷。

LVM是 Logical Volume Manager逻辑卷管理

• 它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，用户在无需停机的情况下可以方便地调整各个分区大小。

（ 普通的磁盘分区管理方式在逻辑分区划分好之后就无法改变其大小，当一个逻辑分区存放不下某个文件时，这个文件因为受上层文件系统的限制，也不能跨越多个分区来存放，所以也不能同时放到别的磁盘上。而遇到出现某个分区空间耗尽时，解决的方法通常是使用符号链接，或者使用调整分区大小的工具，但这只是暂时解决办法，而LVM可以更好的解决这个问题 ）

LVM把几块磁盘加入到一个卷组中，再从卷组中抽出空间生成一个或多个逻辑卷，这样的逻辑卷是可以随时使用卷组的空间的，每当卷组空间不足，只需要加入新的磁盘就可以。用户文件可以指定存储再某一块逻辑卷中，但实际存在那一块物理磁盘我们是无法掌控的，这由系统背后来管理。

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步骤：

1. 添加物理硬盘 /dev/sdf

2. 将硬盘创建为物理卷

   #pvcreate /dev/sdf

3. 创建卷组vg1，并将物理卷sdf加入

   #vgcreate vg1 /dev/sdf

4. 在卷组中抽调空间，制作逻辑卷lv1—— /dev/vg1/lv1（其实就是分区）

   #lvcreate -L 200M -n lv1 vg1

-L表示大小（M或G） 
-n表示卷名 
vg1表示从哪个卷组中拿空间）

5. 格式化逻辑卷lv1

   #mkfs.ext4 /dev/vg1/lv1

6. 挂载lv1到指定目录

   #mkdir /mnt/lv1
   #mount /dev/vg1/lv1 /mnt/lv1

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PV:物理卷Physical Volume

VG:卷组Volume Group

LV:逻辑卷Logical Volume

7. 写满后扩展逻辑卷（前提是卷组中有空间）

• 若卷组空间不足，先扩展卷组大小

  第一步，创建新的物理卷sdg

  #pvcreate /dev/sdg（通过#pvs可以查看创建情况）

  第二步，将sdg物理卷添加进卷组

  #vgextend vg1 /dev/sdg（通过#vgs查看）

• 扩展逻辑卷lv1大小

  第一步，扩展

  #lvextend -L +4G /dev/vg1/lv1

  第二步，刷新逻辑卷lv1的文件系统大小，2表示to

  #resize2fs /dev/vg1/lv1

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四.文件系统 1.索引型管理

以块为基本单位，每块大小默认4096字节（4KB）

• inode——索引（i是指index）

  一个文件占用一个inode，一个node大小为128bytes

  记录文件的元数据metadata（属性，大小，权限，主信息）

• block——块

• superblock——超级块

  记录block和inode的总量，未使用与已经使用的block，inode情况

目前linux系统中常用的文件系统：

• ext3——最大支持文件16TB
• ext4——最大支持文件16TB
• XFS——最大支持文件100TB

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查看文件的inode号 ——#ll -i 文件名

查看磁盘的inode使用情况——#df -i

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一个常见问题：

因为一个文件占用一个inode，当inode用完了，即使磁盘空间很充裕，也无法再存放新文件了。

清空磁盘：#rm -rf 磁盘路径

2.文件链接

先随便创建一个文件用与练习

#echo 123 > /file1

• 软链接（符号链接）——Soft links

#ln -s 源路径 新路径

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文件颜色

天蓝: Symbolic link file 链接文件，主要是使用ln命令建立的文件

红字黑底: Broken link 无效链接

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删除源文件，链接文件失效

删除链接文件，源文件不受影响

（软链接可以对文件和目录做）

• 硬链接——不常用

#ln 源路径 新路径

删除源文件，链接文件不受影响，对应文件的链接数会减少

（硬链接不能对目录做，硬链接只能在同一个分区中做）

3.RAID磁盘阵列

Redundant Array of Independent Disks——廉价磁盘冗余阵列

保证数据安全性，提升数据读取速度

• RAID 1 :

  镜像集，两块磁盘，容量50%

  特点：容错

• RAID 5：

  至少3块磁盘，磁盘大小要相同

  数据盘…数据盘…校验盘…热备盘

  前两块磁盘用于存放数据，第三块存放校验信息

  热备盘本身不存东西，它是数据盘的备胎，自动顶替坏盘

  特点：可靠

  利用率：（n-1）/n

• RAID 0：

  条带集，速度快，但不容错，至少需要两块盘

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• 硬RAID：需要RAID卡，有自己的cpu，处理速度快，有电池和无电池

• 软RAID：通过 *** 作系统对应命令实现

  步骤：

  1. 准备多块硬盘

     RAID 5:三块数据盘，一块热备盘（sdd,sdg,sdh,sdi），每块盘是5G大小

  2. 将多块硬盘组合成RAID

     #mdadm -C /dev/md0 -l5 -n3 -x1 /dev/sd{d,g,h,i}

     -C:创建

     /dev/md0:新的RAID的名字

     -l5：表示level5——RAID5

     -n3：表示三块数据盘

     -x1：表示一块热备盘

     最后写出四块磁盘，可以分开写

  3. 格式化，挂载

  #mkfs.ext4 /dev/md0

  #mkdir /mnt/raid5
  #mount /dev/md0 /mnt/raid5

  4. 查看RAID信息

  #df -hT

四块盘20G，其中一块做校验盘，一块做数据盘，所以实际能用只有两块盘，大小为10G

#mdadm -D /dev/md0——查看该阵列的详细信息

-D：detail

验证磁盘阵列的热备功能：

用mdadm强制移除磁盘阵列中的某一块数据盘，可以看到热备盘进行顶替

• 先在磁盘阵列md0的挂载目录/mnt/raid5中随便写入一个文件

• 新开一个终端查看磁盘阵列的最后十行变化

#watch -n0.5 ‘mdadm -D /dev/md0 |tail -10’

• 强制移除

#mdadm /dev/md0 -f /dev/sdd -r /dev/sdd

（-f强制，-r移除）

• 查看文件是否还存在，以及内容是否有损坏