linux磁盘概念
2022/1/9 7:07:10
本文主要是介绍linux磁盘概念，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！
linux磁盘概念
1、磁盘层次结构详细说明--物理结构
1） 磁盘的外部结构: 看的见摸得到的结构
组成部分 a 磁盘主轴 决定磁盘转速（rpm-round per minute） 家用磁盘转速 7200 rpm 5400 rpm 企业磁盘转速 15k rpm 10k rpm b 磁盘盘片 用于存储数据 c 磁盘磁头 用于读取数据 d 磁盘接口 用于连接主板 用于连接阵列卡
2）磁盘的内部结构: 看不见的结构信息
组成部分: a 磁盘（Disk） b 磁头（Head） 作用说明：用来写入和读取数据的 特点说明：盘面数量等于磁头数量 工作原理：采用径向运动读写数据 c 磁道（Track） 作用说明：用来存储用户数据 特点说明：由多个同心圆组成
存储计数：最外面同心圆为0磁道 工作原理：磁盘默认按照磁道寻找数据 重点原理：磁头径向运动为机械运动（寻道） 性能小于固态硬盘(芯片) 原理特点：磁头机械运动较慢 d 扇区（Sector） 作用说明：用来存储用户数据 特点说明：磁盘存储最小单位 存储计数：默认磁盘扇区从1扇区开始，扇区大小为512字节 系统存储最小单位是block e 柱面（Cylinder） 作用说明：用来存储用户数据
特点说明：不同盘面上相同的磁道组成（圆柱体） 工作原理：磁盘默认按照柱面进行读写 重点原理：磁头之间的切换为电子切换 原理特点：磁头电子切换较快 f 单元块（Units） 作用说明：用来存储用户数据 特点说明：表示单个柱面大小
2、磁盘层次结构详细说明--磁盘阵列raid
阵列有什么用? 1) 提高磁盘存储效率 2) 提高磁盘存储安全 3) 提高磁盘存储容量 阵列的配置方法: raid 0 存储数据效率高 存储安全性低 raid 1 存储数据效率低 存储安全性高
raid 5 存储数据效率较高 存储安全性较高 说明: 至少有3块磁盘 raid5阵列中只能最多坏一块磁盘 损耗一块磁盘 的容量 300G 300G 300G --> raid5 --> 600G LVM 实现分区可以弹性缩融 和 扩容
3、磁盘层次结构详细说明--磁盘分区方法
1）预备知识:
a 系统启动引导记录-- MBR引导记录 用于引导磁盘空间小于2T GPT引导记录 用于引导磁盘空间大于2T
b 分区方式 情况一: 可以划分4个主分区 /dev/sda /dev/sda1 .. sda4 mount /dev/sda1 /mnt 情况二: 可以划分3个主分区 /dev/sda /dev/sda1 .. sda3 可以划分1个扩展分区 扩展分区无法直接使用 需要在扩展分区基础上划分逻辑分区: /dev/sda5 /dev/sda6 ...
2）分区实际操作
情况一: 磁盘分区实践--磁盘小于2T(fdisk /dev/sdb)
第一个里程: 准备磁盘环境 准备了一块新的10G硬盘
第二个里程: 在系统中检查是否识别到了新的硬盘 检查是否有新的磁盘存储文件
[root@oldboyedu ~]# ll /dev/sdb brw-rw----. 1 root disk 8, 16 Apr 28 08:54 /dev/sdb
第三个里程: 对磁盘进行分区处理(fdisk-- 进行分区处理 查看分区信息) fdisk -l --- 查看分区信息
[root@oldboyedu ~]# fdisk /dev/sdb Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2). Changes will remain in memory only, until you decide to write them. Be careful before using the write command. Device does not contain a recognized partition table Building a new DOS disklabel with disk identifier 0x6c918c6d. Command (m for help): --可以对磁盘进行分区了 Command action d delete a partition ***** 删除分区 g create a new empty GPT partition table 创建一个新的空的GPT分区表(可以对大于2T磁盘进行分区) l list known partition types 列出可以分区的类型??? m print this menu 输出帮助菜单 n add a new partition ***** 新建增加一个分区 p print the partition table ***** 输出分区的结果信息 q quit without saving changes 不保存退出 t change a partition's system id 改变分区的系统id==改变分区类型(LVM 增加swap分区大小) u change display/entry units 改变分区的方式 是否按照扇区进行划分 w write table to disk and exit ***** 将分区的信息写入分区表并退出==保存分区信息并退出
开始分区:
a 规划分4个主分区 每个分区1G
分区操作过程
Command (m for help): n
Partition type:
p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
e extended
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1): 1
First sector (2048-20971519, default 2048):
Using default value 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-20971519, default 20971519): +1G
Partition 1 of type Linux and of size 1 GiB is set
分区操作检查:
Command (m for help): p Disk /dev/sdb: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disk label type: dos Disk identifier: 0x3069f1dd Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sdb1 2048 2099199 1048576 83 Linux /dev/sdb2 2099200 4196351 1048576 83 Linux /dev/sdb3 4196352 6293503 1048576 83 Linux /dev/sdb4 6293504 8390655 1048576 83 Linux Command (m for help): n If you want to create more than four partitions, you must replace a primary partition with an extended partition first.
b 规划分3个主分区 1个扩展分区 每个主分区1G 剩余都给扩展分区
删除分区
Command (m for help): d Partition number (1-4, default 4): 1 Partition 1 is deleted
创建逻辑分区
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x3069f1dd
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 2048 2099199 1048576 83 Linux
/dev/sdb2 2099200 4196351 1048576 83 Linux
/dev/sdb3 4196352 6293503 1048576 83 Linux
/dev/sdb4 6293504 20971519 7339008 5 Extended 有了扩展分区才能逻辑分区
Command (m for help): n
All primary partitions are in use
Adding logical partition 5
First sector (6295552-20971519, default 6295552):
Using default value 6295552
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (6295552-20971519, default 20971519): +1G
Partition 5 of type Linux and of size 1 GiB is set
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x3069f1dd
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 2048 2099199 1048576 83 Linux
/dev/sdb2 2099200 4196351 1048576 83 Linux
/dev/sdb3 4196352 6293503 1048576 83 Linux
/dev/sdb4 6293504 20971519 7339008 5 Extended
/dev/sdb5 6295552 8392703 1048576 83 Linux
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第四个里程: 保存退出,让系统可以加载识别分区信息 让系统可以加载识别分区文件 [root@HGG ~]# partprobe /dev/sdb
格式化分区
[root@HGG /]# mkfs.xfs /dev/sdb1
情况二: 磁盘分区实践--磁盘大于2T(parted /dev/sdc)
第一个里程: 准备磁盘环境 虚拟主机中添加一块3T硬盘
第二个里程: 使用parted命令进行分区
parted /dev/sdc
mklabel,mktable LABEL-TYPE create a new disklabel (partition table) 创建一个分区表 (默认为mbr) print [devices|free|list,all|NUMBER] display the partition table, available devices, free space, all found partitions, or a particular partition 显示分区信息 mkpart PART-TYPE [FS-TYPE] START END make a partition 创建一个分区 quit exit program 退出分区状态 rm NUMBER delete partition NUMBER 删除分区
分区方法：
[root@HGG ~]# parted /dev/sdc GNU Parted 3.1 Using /dev/sdc Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands. (parted) mklabel gpt --创建分区表 Warning: The existing disk label on /dev/sdc will be destroyed and all data on this disk will be lost. Do you want to continue? Yes/No? yes (parted) print --查看分区信息 Model: VMware, VMware Virtual S (scsi) Disk /dev/sdc: 3221GB Sector size (logical/physical): 512B/512B Partition Table: gpt Disk Flags: Number Start End Size File system Name Flags (parted) mkpart primary 0 2100G --创建分区 Warning: The resulting partition is not properly aligned for best performance. Ignore/Cancel? Ignore (parted) print Model: VMware, VMware Virtual S (scsi) Disk /dev/sdc: 3221GB Sector size (logical/physical): 512B/512B Partition Table: gpt Disk Flags: Number Start End Size File system Name Flags 17.4kB 2100GB 2100GB primary (parted) q --退出分区，分区操作会自动保存
第三个里程: 加载磁盘分区 partprobe /dev/sdc
第四里程：格式化分区
mkfs.xfs /dev/sdc1
4、磁盘层次结构--格式化操作(mkfs.xfs)
mkfs.xfs /dev/sdb1 mkfs -t xfs /dev/sdb2
创建文件系统: 磁盘分区存储数据的方式 xfs centos7 格式效率较高 数据存储效率提升(数据库服务器)
[root@oldboyedu /]# mkfs.xfs /dev/sdb2
meta-data=/dev/sdb2 isize=512 agcount=4, agsize=65536 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=262144, imaxpct=25
= sunit=0 swidth=0 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2
= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
5、磁盘层次结构--磁盘挂载应用（mount）
挂载分区：
[root@HGG ~]# mkdir mount01 [root@HGG ~]# mkdir mount02 [root@HGG ~]# mount /dev/sdb1 /mount01 [root@HGG /]# mount /dev/sdb2 /mount02
检查确认:
[root@HGG /]# df -h /dev/sdb1 2.0G 33M 2.0G 2% /mount01 /dev/sdb2 2.0G 33M 2.0G 2% /mount02
如何实现开机自动挂载: 方法一: 将挂载命令放入 vim /etc/rc.local
[root@oldboyedu /]# tail -2 /etc/rc.local mount /dev/sdb1 /mount01 mount /dev/sdb2 /mount02 [root@oldboyedu /]#chmod +x /etc/rc.d/rc.local --给文件加上执行权限
系统开机加载rc.local流程: 加载/etc/rc.local --> /etc/rc.d/rc.local --> 以绝对路径方式执行 /etc/rc.d/rc.local chmod +x /etc/rc.d/rc.local
方法二: 在vim /etc/fstab文件中进行设置
blkid 查看磁盘uid
UUID=e2fc8646-2b36-47cc-a35a-8c13208f4d0b / xfs defaults 0 0 UUID=34fc45ba-c38c-42bc-a120-90f9d5dd2382 /boot xfs defaults 0 0 UUID=62100743-6f8a-4f83-a37d-e2088c4830e2 swap swap defaults 0 0 挂载磁盘文件(存储设备) 挂载点 指定文件系统类型 挂载的参数 是否备份磁盘 是否检查磁盘
mount 挂载的磁盘文件 挂载点
[root@oldboyedu ~]# vim etc/fstab /dev/sdb1 /mount01 xfs defaults 0 0 UUID=144738ff-0da3-4162-b574-40af379cbe9e /mount02 xfs defaults 0 0
6、企业磁盘常见问题:
1) 磁盘满的情况 No space left on device
a 存储的数据过多了（block）
查看方式：df -h
模拟磁盘空间不足 dd if=/dev/zero of=/tmp/oldboy.txt bs=10M count=100 block存储空间不足了 解决方式: 1、 删除没用的数据 2、找出大的没用的数据 find / -type f -size +xxx du -sh /etc/sysconfig/network-scripts/*|sort -h
补充: 按照数值排序命令
[root@oldboyedu mount01]# cat num.txt |sort -n # 1 # 10 # 11 # 12 # 2 # 3 # 6 # 9 [root@oldboyedu mount01]# cat num.txt |sort -n -k2 # 1 # 2 # 3 # 6 # 9 # 10 # 11 # 12
b 存储的数据过多了（inode）
查看方式：df -i
inode存储空间不足了: 出现了大量小文件
7、如何调整swap分区大小
第一个历程: 将磁盘分出一部分空间给swap分区使用 dd if=/dev/zero of=/tmp/1G bs=100M count=10
第二个历程: 将指定磁盘空间作为swap空间使用
mkswap /tmp/1G
[root@oldboyedu tmp]# mkswap /tmp/1G Setting up swapspace version 1, size = 1023996 KiB no label, UUID=6dd70684-dec2-48cf-8fd9-f311548bbb4f
第三个历程: 加载使用swap空间
swapon /tmp/1G
[root@oldboyedu tmp]# swapon /tmp/1G
swapon: /tmp/1G: insecure permissions 0644, 0600 suggested.
[root@oldboyedu tmp]# free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 1.9G 225M 575M 9.6M 1.2G 1.5G
Swap: 2.0G 0B 2.0G
[root@oldboyedu tmp]# swapoff /tmp/1G --取消swap空间
[root@oldboyedu tmp]# free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 1.9G 224M 576M 9.6M 1.2G 1.5G
Swap: 1.0G 0B 1.0G
[root@oldboyedu tmp]# rm /tmp/1G -f
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