前言

磁盘（disk）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（soft disk，简称软盘），如今常用的磁盘是硬磁盘（hard disk，简称硬盘）

一、磁盘结构及分区表示

1.1、磁盘基础

硬盘（Hard Disk Driver，简称HDD）是计算机常用的存储设备之一。

1.1.1、硬盘的结构

（1）数据结构
扇区：盘面被分成多个扇形区域，每个扇区存放512个字节的数据

磁道：同一盘片不同半径的同心圆

柱面：不同盘片相同半径构成的圆柱面
（2）物理结构
盘片：硬盘有多个盘片，每个盘片2面

磁头：每面一个磁头
（3）存储容量
硬盘存储容量=磁头数 x 磁道（柱面）数 x 每道扇区数 x 每扇区字节数

可以用柱面/磁头/扇区来确定唯一定位磁盘上每一个区域

1.1.2、硬盘的接口

硬盘按照数据接口不同，大致分为以下几种（接口速率不是实际硬盘数据传输的速度）

ATA（IDE）：全称Advanced Technology Attachment ，并口数据线连接主板与硬盘，抗干扰性太差，且排线占用空间较大，不利电脑内部散热，已经逐渐被SATA所取代。

SATA（串口）：全称是Serial ATA，抗干扰性强，支持热插热拔等功能，速度快，纠错能力强。

SCSI：全称是 Small Computer System Interface（小型机系统接口），SCSI硬盘广为工作站级个人电脑以及服务器所使用的，资料传输时CPU占用率较低，转速快，支持热插热拔等

SAS（Serial Attached SCSI）：是新一代的SCSI技术，和SATA硬盘相同，都是采取序列式技术以获得更高的传输速度，可达到6Gb/s

1.2、磁盘分区表示

1.2.1、MBR

MBR是主引导记录（Master Boot Record），位于硬盘第一个物理扇区处（引导扇区）

MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表。

MBR分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16个字节

1.2.2、磁盘分区的表示

1.2.3、Linux中使用的文件系统类型

文件系统（File System）类型决定了向分区中存放，读取文件数据的方式和效率，在对分区进行格式化的时候需要选择所用的文件系统类型。在Windows操作系统中，经常使用的文件系统类型包括FAT32 , NTFS等格式；在Linux系统中，主要使用以下几种格式

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CentOS 6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数据，便于恢复，在存取性能和稳定性方面更加出色。

SWAP：交换文件系统，为Linux系统建立的交换分区，交换分区相当于虚拟内存，能够在一定程度上缓解物理内存不足的问题，一般建议将交换分区的大小设置为物理内存的1.5-2倍。

XFS：是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。由于XFS文件系统开启了日志功能，即使发生宕机也不怕数据遭到破坏，可以根据日志记录在短时间内进行数据恢复。CentOS 7系统默认使用XFS文件系统。

Linux支持的其它文件系统类型

1.FAT16 , FAT32 , NTFS

2.EXT4 M JFS …

二、管理磁盘及分区

在Linux服务器中，当现有硬盘的分区规划不能满足要求（例如，根分区的剩余空间过少，无法继续安装新的系统程序）时，就需要对硬盘中的分区进行重新规划和调整，有时候还需要添加新的硬盘设备来扩展存储空间。
实现上述操作需要用到fdisk磁盘及分区管理工具，fdisk是大多数Linux系统中自带的基本工具之一。

2.1、检测并确认新硬盘

常用命令全写
a ： toggle a bootable flag
b ： edit bsd disklabel
c ：toggle the dos compatibility flag
d ： delete a partition
g ： create a new empty GPT partition table
G ： create an IRIX (SGI) partition table
l： list known partition types
m ： print this menu
n ： add a new partition
o ： create a new empty DOS partition table
p ： print the partition table
q ： quit without saving changes
s： create a new empty Sun disklabel
t ： change a partition’s system id
u ： change display/entry units
v ： verify the partition table
w ： write table to disk and exit
x ： extra functionality (experts only)

输入fdisk -l后的输出信息包含了各硬盘的整体情况和分区情况，对于已有的分区，将通过列表的方式输出一下消息。
Device：分区设备名称

Boot: 是否是引导分区，如是*号

Start：起始位置（硬盘柱面数）

Blocks：分区大小 一块为单位，默认块大小是1024字节

ID: 分区对应的系统ID号 ，7表示NTFS格式、81表示逻辑分区、82表示SWAP、83表示EXT4、8e表示LVM逻辑卷。

2.2、规划硬盘中的分区

在硬盘设备中创建、删除、更改分区等操作同样通过fdisk命令进行，只用使用硬盘的设备文件作为参数。输出 fdisk /dev/sdb 命令，可进入到交互式的分区管理界面中。
（1）p ：列出硬盘中的分区情况

（2）n：新建分区

（3）d：删除分区

（4）t：变更分区的类型

（5）w和q：保存，退出fdisk分区工具

三、管理文件系统

在Linux系统中，使用fdisk工具在硬盘中建立分区后，还需要对分区进行格式化并挂载到系统的指定目录，然后才能用于存储文件、目录等数据。

3.1、创建文件系统

创建文件系统的过程也是格式化分区的过程，在Linux系统中使用mkfs（Make Filesystem，创建文件系统）命令格式可以格式化XFS , EXT4 ,FAT等不同类型的分区，而使用mkswap命令可以格式化Swap交换分区。

3.1.1、mkfs命令的使用

实际上 mkfs命令是一个前端工具，可以自动加载不同的程序来创建各种类型的分区，而后端包括有多个与mkfs命令相关的工具程序，这些程序位于/sbin/目录中，例如：支持XFS分区格式的mkfs.xfs程序等。

3.1.2、mkswap命令的使用

在Linux系统中，Swap分区的作用类似于Windows系统中的“虚拟内存”，可以在一定程度上缓解物理内存不足的情况。在当前Linux主机运行的服务较多，需要更多的交换空间支撑应用时，可以为其增加新的交换分区。
使用mkswap命令工具可以在指定的分区上创建交换文件系统，目标分区应先通过fdisk工具将ID号设为82.

3.2、挂载、卸载文件系统

在Linux系统中，对各种存储设备中的资源访问（如读取，保存文件等）都是通过目录结构进行的，虽然系统核心能够通过“设备文件”的方式操纵各种设备，但是对于用户来说，还需要增加一个“挂载”的过程，才能像正常访问目录一样访问存储设备中的资源。
当然，在安装Linux操作系统的过程中，自动建立或识别的分区通常会由系统自动完成挂载，如“/”分区，“boot”分区等。然而对于后来新增加的硬盘分区，光盘等设备，有时候还需要管理员手动进行挂载，实际上用户访问的是经过格式化后建立的文件系统。挂载一个分区时，必须为其制定一个目录作为挂靠点（或称为挂载点），用户通过这个目录访问设备中 的文件，目录数据。

3.2.1、挂载文件系统

mount命令的基本使用格式如下所示
挂载文件系统个，ISO镜像到指定文件夹
文件系统类型通常可以省略，系统会自动识别
存储设备即对应分区的设备文件名（如/dev/sdb1 , /dev/cdrom)或网络资源路径
挂载点即用户指定用于挂载的目录
光盘对应的设备文件通常使用’/dev/cdrom’，其实这是一个连接文件，连接到实际的光盘设备’/dev/sr0’。这两个名称都表示光盘设备。由于光盘是只读的存储介质，因此在挂载时系统会出现’mounting read-only’的提示信息。
挂载Linux分区或U盘设备时的用法也一样，只需要指定正确的设备位置和挂载目录即可。
在Linux系统中，U盘设备被模拟成SCSI设备，因此与挂载普通的SCSI硬盘中的分区并没有明显的区别。U盘一般使用FAT16或FAT32的文件系统，若不确定U盘设备文件的位置，可以先执行‘fdisk -l’命令进行查看，确认。
proc，sysfs，tmpfs等文件系统是Linux运行所需要的的临时文件系统，并没有实际的硬盘分区与其相对应，因此也成为了’伪文件系统’。

3.2.2、卸载文件系统

卸载文件系统时，使用的命令为umount，使用挂在单目录或对应设备的文件名作为卸载参数。
Linux系统中，由于同一个设备可以被挂载到多个目录下，所以一般建议通过挂载点的目录位置来进行卸载

3.2.3、设置文件系统的自动挂载

系统中的/etc/fstab文件可以视为mount命令的配置文件，其中存储了文件系统的静态挂载数据，Linux系统在每次开机时，会自动读取这个文件的内容，自动挂载所指定的文件系统。
默认的fstab文件中包括了根分区，/boot分区，交换分区及proc，tmpfs等伪文件系统的挂载配置。

这些信息从左到右包括六个字段，各部分的含义如下所述。
第一字段：设备名或设备卷标名

第二字段：文件系统的挂载点目录的位置

第三字段：文件系统类型。如XFS、SWAP等

第四字段：挂载参数，即mount命令-o选项后可使用的参数，例如，defaults、rw、ro、noexec分别表示默认参数、可写、只读、禁用执行程序

第五字段：表示文件体系是否需要dump备份。一般设为1时表示需要，设为0时将被dump忽略

第六字段：该数字决定在系统启动时进行磁盘检查的顺序。0表示不进行检查，1表示有限检查，2表示其次检查。根分区因设为1.其他分区设为2.

通过在“/etc/fstab”文件中添加相应的挂载配置，可以实现开机后自动挂载指定的分区。

3.2.4、查看磁盘使用情况

不带选项和参数的mount命令可以显示分区的挂载情况，若要了解系统中已经挂载各文件系统的磁盘使用情况（如剩余磁盘空间等），可以使用df命令。

df命令使用文件或者设备作为命令参数，较常用的选项为“-h”"-T"。其中，“-h”选项可以显示更容易读的容量单位，而“-T”选项用于显示对应文件系统的类型。