Linux系統磁盤管理

概述

磁盤是指利用磁記錄技術存儲數據的存儲器。磁盤是計算機主要的存儲介質，可以存儲大量的二進制數據，并且斷電后也能保持數據不丟失。早期計算機使用的磁盤是軟磁盤，如今常用的磁盤是硬磁盤，即硬盤。硬盤由三部分組成，物理結構，數據結構，存儲容量。

硬盤結構

（1）數據結構

扇區：磁盤上每個磁道被分為若干個弧段，這些弧段便是硬盤的扇區。硬盤的第一個扇區，叫做引導扇區。

磁道：當磁盤旋轉時，磁頭若保持在一個位置上，則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌跡，這些圓形軌跡 叫做磁道

（2）物理結構

盤片：硬盤有多個盤片，每個盤片有2面。

磁頭：每面一個磁頭

（3） 存儲容量

硬盤的存儲容量=磁頭數?磁道數?每道扇區數?每扇區字節數

下圖即使磁盤的結構圖

硬盤的接口

硬盤按數據接口不同，大致分為ATA和SATA以及SCSI和SAS，接口速度不是硬盤數據傳輸的速度。

磁盤讀取響應時間
1.尋道時間：磁頭從開始移動到數據所在磁道所需要的時間，尋道時間越短，I/O操作越快，目前磁盤的平均尋道時間一般在3－15ms，一般都在10ms左右。

2.旋轉延遲：盤片旋轉將請求數據所在扇區移至讀寫磁頭下方所需要的時間，旋轉延遲取決于磁盤轉速。普通硬盤一般都是7200rpm，慢的5400rpm。

3.數據傳輸時間：完成傳輸所請求的數據所需要的時間。

塊/簇

磁盤塊/簇（虛擬出來的）。 塊是操作系統中最小的邏輯存儲單位。操作系統與磁盤打交道的最小單位是磁盤塊。通俗的來講，在Windows下如NTFS等文件系統中叫做簇；在Linux下如Ext4等文件系統中叫做塊（block）。每個簇或者塊可以包括2、4、8、16、32、64…2的n次方個扇區。
為什么存在磁盤塊？
讀取方便：由于扇區的數量比較小，數目眾多在尋址時比較困難，所以操作系統就將相鄰的扇區組合在一起，形成一個塊，再對塊進行整體的操作。
分離對底層的依賴：操作系統忽略對底層物理存儲結構的設計。通過虛擬出來磁盤塊的概念，在系統中認為塊是最小的單位。

page

操作系統經常與內存和硬盤這兩種存儲設備進行通信，類似于“塊”的概念，都需要一種虛擬的基本單位。所以，與內存操作，是虛擬一個頁的概念來作為最小單位。與硬盤打交道，就是以塊為最小單位。

扇區、塊/簇、page的關系

1.扇區： 硬盤的最小讀寫單元
2.塊/簇： 是操作系統針對硬盤讀寫的最小單元
3.page： 是內存與操作系統之間操作的最小單元。
扇區 <= 塊/簇 <= page

Linux系統中使用的文件系統類型

EXT4：第四代擴展文件系統，用于存放文件和目錄數據的分區，是Linux系統中默認使用的文件系統。它是典型的日志型文件系統，其特點是保存有磁盤存取記錄的日志文件，便于恢復，在存取性能和穩定性能方面更加出色。

SWAP：文件交換系統，用于為Linux系統建立交換分區，交換分區的作用相當于虛擬內存，能夠在一定程度上緩解內存不足的問題。

XFS：一種高性能的日志文件系統，特別擅長處理大文件，可支持上百萬T字節的存儲空間。

操作過程

創建主分區，擴展分區，邏輯分區

在pc機上添加一塊60G的磁盤（重啟后生效），重啟命令init6

重啟后用fdisk -l命令查看是否添加成功

進入sdb磁盤界面進行操作，操作流程為分區，格式化，加載

成功創建主分區/dev/sdb1，在創建另一個主分區/dev/sdb3，方法一樣

同樣方法創建一個擴展分區

在擴展分區基礎上，創建一個邏輯分區（主分區，擴展分區區號1-4，邏輯分區從5開始），邏輯分區只能創建在擴張分區基礎上，而且拓展分區寫入不了數據，邏輯可以

創建完成后，要記得要w保存退出

修改分區類型和刪除分區

進入/dev/sdv磁盤操作

格式化磁盤

swap類型磁盤不需要加載，直接用swapon命令啟用，用cat /proc/meminfo 查看虛擬內存

輸入指令swapon /dev/sdb2，將空間加到虛擬內存中

swapoff /dev/sdb2 刪除空間

設置自動掛載

進入vim編輯器對配置文件設置自動掛載

進行配置

配置完成后保存退出，重啟或輸入mount -a指令生效