linux的磁碟及檔案系統管理

2021-10-08 21:32:20 字數 3435 閱讀 7451

2. 硬碟的介面

3. 磁碟分割槽表示

4. 管理磁碟及分割槽

5. 管理檔案系統

碟片:硬碟有多個碟片,每碟片 2 面。磁頭:每面乙個磁頭。

扇區:磁碟上的每個磁軌被等分為若干個弧段,這些弧段便是硬碟的扇區(sector)。硬碟的第乙個扇區,叫做引導扇區。

磁軌:當磁碟旋轉時,磁頭若保持在乙個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出乙個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌(track)。

柱面:在有多個碟片構成的盤組中,由不同碟片的面,但處於同一半徑圓的多個磁軌組成的乙個圓柱面(cylinder)。

硬碟儲存容量=磁頭數×磁軌(柱面)數×每道扇區數×每扇區位元組數。可以用柱面/磁頭/扇區來唯一定位磁碟上每乙個區域,用 fdisk -l 檢視分割槽資訊

硬碟按資料介面不同,大致分為 ata(ide)和 sata 以及 scsi 和 sas,介面速度不是實際硬碟資料傳輸的速度。

ata,全稱 advanced technology attachment,並口資料線連線主機板與硬碟,抗干擾性太差,且排線占用空間較大,不利電腦內部散熱,已逐漸被 sata 所取代。sata,全稱 serial ata,抗干擾性強,支援熱插拔等功能,速度快,糾錯能力強。

scsi,全稱是 small computer system inte***ce(小型機系統介面),scsi 硬碟廣為工作站級個人電腦以及伺服器所使用,資料傳輸時 cpu 佔用率較低,轉速快,支援熱插拔等。

sas(serial attached scsi)是新一代的 scsi 技術,和 sata 硬碟相同,都是採取序列式技術以獲得更高的傳輸速度,可達到 6gb/s。

mbr 是主引導記錄(master boot record),位於硬碟第乙個物理扇區處,mbr 中包含硬碟的主引導程式和硬碟分割槽表。分割槽表有 4 個分割槽記錄區,每個分割槽記錄區佔 16 個位元組.

常見的硬碟可以劃分為主分割槽、擴充套件分割槽和邏輯分割槽,通常情況下主分割槽只有四個,而 擴充套件分割槽可以看成是乙個特殊的主分割槽型別,在擴充套件分割槽中可以建立邏輯分割槽。主分割槽一般 用來安裝作業系統,擴充套件分割槽則多用來儲存檔案資料。

在 windows 系統中,使用碟符的形式(如 c 盤、d 盤、e 盤等)來表示不同的主分割槽、邏輯分割槽,而忽略了不能直接儲存檔案資料的擴充套件分割槽。那麼在 linux 系統中又是如何表示這些分割槽的呢?

linux 核心讀取光碟機、硬碟等資源時均通過「裝置檔案」的形式進行,因此在 linux 系統中,將硬碟和分割槽分別表示為不同的檔案。具體表述形式如下。

硬碟:對於 ide 介面的硬碟裝置,表示為「hdx」形式的檔名;而對於 scsi 介面的硬碟裝置,則表示為「sdx」形式的檔名。其中「x」可以為 a、b、c、d 等字母序號。例如, 將系統中的第 1 個 ide 裝置(硬碟)表示為「hda」,將第 2 個 scsi 裝置表示為「sdb」。

分割槽:表示分割槽時,以硬碟裝置的檔名作為基礎,在後邊新增該分割槽(無論主分割槽、 擴充套件分割槽、邏輯分割槽)對應的數字序號即可。例如,第 1 個 ide 硬碟中的第 1 個分割槽表示為「hda1」、第 2 個分割槽表示為「hda2」,第 2 個 scsi 硬碟中的第 3 個分割槽表示為「sdb3」、第 5 個分割槽表示為「sdb5」。需要注意的是,由於硬碟中的主分割槽數目只有 4 個,因此主分割槽和擴充套件分割槽的序號也就限制在 1~4,而邏輯分割槽的序號將始終從 5 開始。例如,即便第 1 個 ide 硬碟中只劃分了乙個主分割槽、乙個擴充套件分割槽,則新建的第 1 個邏輯分割槽的序號仍然是從 5 開始的,應表示為「hda5」,第 2 個邏輯分割槽表示為「hda6」。

檔案系統(file system)型別決定了向分割槽中存放、讀取檔案資料的方式和效率,在對分割槽進行格式化時需要選擇所使用的檔案系統型別。在 windows 作業系統中,經常使用的檔案系統型別包括 fat32、ntfs 等格式;而在 linux 系統中,最常使用的檔案系統主要包括以下幾種格式。

xfs:是一種高效能的日誌檔案系統,特別擅長於處理大檔案,可支援上百萬 t 位元組的儲存空間。由於 xfs 檔案系統開啟日誌功能,所以即便發生宕機也不怕資料遭到破壞,這種檔案系統可以根據日誌記錄在短時間內進行資料恢復。

swap:交換檔案系統,用於為 linux 系統建立交換分割槽。交換分割槽的作用相當於虛擬記憶體,能夠在一定程度上緩解物理記憶體不足的問題。一般建議將交換分割槽的大小設定為物理記憶體的 1.5~2 倍。例如,對於擁有 512mb 物理記憶體的主機,其交換分割槽的大小建議設定為 1024mb。如果伺服器的物理記憶體足夠大(如 8gb 以上),也可以不設定交換分割槽。交換分割槽不用於直接儲存使用者的檔案和目錄等資料。

ext4:第 4 代擴充套件檔案系統,用於存放檔案和目錄資料的分割槽,是 linux 系統中預設使用的檔案系統(centos 7 預設使用 xfs)。ext4 是典型的日誌型檔案系統,其特點是儲存有磁碟訪問記錄的日誌資料,便於恢復,在訪問效能和穩定性方面更加出色。

linux 系統還廣泛支援其他各種型別的檔案系統,如 jfs、fat16、fat32、ntfs 等。jfs 檔案系統多用於商業版本的 unix 作業系統中,具有出色的效能表現。由於 ntfs 是微軟公司的專有檔案系統,linux 系統預設只支援從 ntfs 分割槽讀取檔案,如果需要向 ntfs 分割槽中寫入檔案資料,需要結合其他輔助軟體(如 ntfs-3g)。

掛接好新的硬碟裝置並啟動主機後,linux 作業系統會自動檢測並載入該硬碟,無須額外安裝驅動。執行「fdisk -l」命令可以檢視、確認新增硬碟的裝置名稱和位置。「fdisk -l」命令的作用是列出當前系統中所有硬碟裝置及其分割槽的資訊

在硬碟裝置中建立、刪除、更改分割槽等操作同樣通過 fdisk 命令進行,只需使用硬碟的裝置檔案作為引數。例如,執行「fdisk /dev/sdb」命令,即可進入互動式的分割槽管理介面中。

p指令——列出硬碟中的分割槽情況

n」指令——新建分割槽

d指令——刪除分割槽

t指令——變更分割槽的型別

w和q指令——退出 fdisk 分割槽工具

在 linux 作業系統中,使用 fdisk 工具在硬碟中建立分割槽以後,還需要對分割槽進行格式化並掛載到系統中的指定目錄,然後才能用於儲存檔案、目錄等資料。

建立檔案系統的過程即格式化分割槽的過程,在 linux 作業系統中使用 mkfs(make filesystem,建立檔案系統)命令工具可以將分割槽格式化成 xfs、ext4、fat 等不同型別的檔案系統,而 swap 交換分割槽是使用 mkswap 命令來進行格式化的。

實際上 mkfs 命令是乙個前端工具,可以自動載入不同的程式來建立各種型別的檔案系統,而後端包括多個與 mkfs 命令相關的工具程式,這些程式位於/sbin/目錄中,如支援 ext4 檔案系統的 mkfs.ext4 程式等。

mkfs -t 檔案系統型別 分割槽裝置

在 linux 作業系統中,swap 分割槽的作用類似於 windows 作業系統中的「虛擬記憶體」,可以在一定程度上緩解物理記憶體不足的情況。當 linux 主機執行的服務較多,需要更多的交換空間支撐應用時,可以為其增加新的交換分割槽。

使用 mkswap 命令工具可以在指定的分割槽上建立交換檔案系統,目標分割槽應先通過fdisk 工具將 id 號設為 82。

對於新增加的交換分割槽,需要使用 swapon 命令進行啟用,反之使用 swapoff 命令停用指定的交換分割槽。

Linux磁碟及檔案系統管理

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