Linux初学（八）磁盘管理

news2024/9/26 1:28:03

一、磁盘管理

1.1 简介

磁盘的工作原理：

  • 添加磁盘
  • 对磁盘进行分区
  • 格式化磁盘
  • 挂载和使用磁盘

磁盘的类型：

  • 固态
  • 机械

磁盘的接口类型：

  • IDE
  • STST
  • SCSI

磁盘工作的原理：

磁盘，特别是硬盘，和内存不同，它能够在断电后保留数据。其工作原理主要涉及以下几个方面：

  1. 外部结构：硬盘的外部结构主要包括金属固定面板、控制电路板和接口。控制电路板负责处理硬盘与计算机之间的通信，而接口则是硬盘与计算机之间数据传输的通道。
  2. 内部结构：硬盘内部包含多个碟片（盘片），每个碟片的上下表面都涂有磁性物质，用于存储数据。这些碟片围绕中心主轴旋转，每张碟片都有对应的读写磁头，用于数据的读取和写入。
  3. 电磁原理：磁盘的存储和读取数据依赖于电磁效应和电磁感应。当电流通过磁头时，会在磁头周围产生磁场，这个磁场可以改变磁盘表面的磁性粒子的方向，从而实现数据的写入。当磁头经过一个已经改变了磁极方向的区域时，会在磁头中感应出电流，这个电流的变化可以被检测并转换为数据信号，实现数据的读取。
  4. 读写过程：在写数据时，磁头会根据数据的电信号产生相应的磁场，改变下方碟片表面的磁极方向。在读数据时，磁头会检测通过的碟片表面的磁极方向变化，并将这些变化转换为电信号，进而转换为计算机能够理解的数据。
  5. 机械运动：磁盘工作时，碟片会以高速旋转，这使得磁头能够快速地访问磁盘表面的不同区域。同时，磁头本身也位于一个精密的机械臂上，这个臂可以移动磁头到碟片的特定轨道上，已访问或存储特定的数据。

  • track：磁道，其实就是磁盘上的同心圆，从外向里，依次是1号磁道、2号....
  • sector：扇区，将磁盘分成的一个一个扇形区域，每个扇区大小都是512字节，从外向里，依次是1号扇区、2号扇区...
  • cylinder：柱面，不同盘面上的同位置上的扇区构成了柱面，从外向里，依次是1号柱面2号...
  • 分区的时候，都是从1号开始分区的，所以，越靠前的分区，读写性能越好

MBR 

Main Boor Record 主引导记录，系统启动，必须依靠MBR才能启动
MBR是磁盘的第一个扇区，大小是512字节，这512字节分为三个部分

        最前面的64字节：分区表

        中间的446字节：bootloader，这是一个程序，用于引导系统开机启动

        最后的2字节：magic number，这个是用于指定boot loader是否有效

分区表

  • 大小是64字节
  • 在分区表中，记录了分区从那个柱面开始，到那个柱面结束
  • 但是，在进行记录的时候，用8字节记录开始，用8字节记录结束，也就是说，16字节可以记录一个分区，因此64字节最多可以分4个，这里的分区称为主分区
  • 为了分更多的分区，就需要在磁盘上额外找个空间，存储更多的分表，这个存储更多的分区表的空间，称之为扩展分区
  • 通过扩展分区所分的更多的分区，称之为逻辑分区

注意：

  • 主分区的数量：0-4
    • 主分区可以没有，也就是将所有的分区都做成扩展分区来使用
  • 扩展分区数量：0-1
  • 主分区+扩展分区的数量：1-4
  • 逻辑分区数量：0~+
    • 必须得先有扩展分区，才能有逻辑分区

1.2 正确的分区方法

P 主分区

E 扩展分区

V 逻辑分区

例如：

  • P
  • P + P 
  • P + P + P
  • P + P + P + P
  • P + E
  • P + P + E
  • P + P + P + E
  • E

1.3 编号问题：

  • 主分区编号是：1-4
  • 扩展分区编号：1-4
  • 逻辑分区编号：5+

1.4 磁盘的命名：

Linux中，一切皆为文件

/dev/sd字母

        /dev/sda 表示第一个磁盘

        /dev/sdb 表示第二个磁盘

        ...

举例说明

/dev/sda1 表示第一个磁盘的第一个分区

/dev/sdc4 表示第三个磁盘的第四个分区

/dev/sdd6 表示第四个磁盘的第六个分区

/dev/sda1 可能是主分区，也可能是扩展分区
/dev/sdc4 可能是主分区，也可能是扩展分区

/dev/sdd6 是第二个逻辑分区

1.5 磁盘的操作

相关命令

分区：fdisk /dev/sd字母

查看分区信息：fdisk -l

安装文件系统（格式化）：mke2fs

挂载分区：mount

查看分区使用率：df

查看当前系统磁盘的分区信息

[root@localhost ~]# fdisk -l

对sdb进行分区

  • d 删除分区
  • n 创建分区
  • e 扩展分区
  • l 创建逻辑分区
  • p 打印分区信息
  • q 不保存，直接退出
  • w 保存分区，然后退出

磁盘分区以后，无法直接使用，必须先进性格式化

mke2fs 设备文件名

使用格式好的分区，其实就是在系统中，新建几个目录，然后将格式好的分区挂载到这个目录

1、创建一个空目录

        mkder /d2

2、将分区的设备文件挂载到这个目录

        mount /dev/sdb3 /d2

3、查看分区的使用情况【查看磁盘的使用情况】

        df -h

1.6 实现开机自动挂载

查看文件类型

[root@localhost dev]# lsblk -f sda1
NAME FSTYPE LABEL UUID                                 MOUNTPOINT
sda1 xfs          57e8e95e-f931-48b7-b1c4-b15cd320d1bb /boot

 /etc/fstab

一个关键的系统配置文件，用于定义系统启动时要挂载的文件系统和存储设备及其相关信息

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