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一、基礎知識

一塊磁盤可以分為多個分區(partition)，如window的C、D、E盤一樣。linu系統是安裝在磁盤上，在linux中設備都是以文件類型存在。

1.1 磁盤接口

個人計算機常見的磁盤接口有兩種，分別是IDE和SATA:

• IDE
  使用的排線較寬，每條線上可以接兩個IDE設備(Master/Slave)，磁盤驅動器上提供調整跳針來指定master或slave.一般助理都會提供兩個IDE接口，因此最多可以接到4個IDE設備。傳輸133MB每秒。這四個IDE設備文件名如下：

IDEMasterslave

IDE1(Primary)	/dev/hda	/dev/hdb
IDE2(Secondary)	/dev/hdc	/dev/hdd

• SATA
  插槽比IDE小，排線較細有利于主機內部散熱和安裝。傳輸速度300MB每秒。目前大部分機器都采用了SATA。

1.2 磁盤組成

磁盤由盤片、機械手臂、磁頭和主馬達組成。而對于每個盤片又可以細分出扇區(Sector)、柱面(Cylinder)兩個單位。

盤面
硬盤一般會有一個或多個盤片，每個盤片可以有兩個面(Side)，即第1個盤片的正面稱為0面，反面稱為1面；第2個盤片的正面稱為2面，反面稱為3面…依次類推。每個盤面對應一個磁頭(head)用于讀寫數據。第一個盤面的正面的磁頭稱為0磁頭，背面稱為1磁頭；第二個盤片正面的磁頭稱為2磁頭，背面稱為3磁頭，以此類推。盤面數和磁頭數是相等的。關機時磁頭停留在盤片啟停區，開機時磁頭“飛行”在磁盤片上方。為了避免磁盤和磁頭損壞，建議不要強制關機。

磁道
每個盤片的每個盤面被劃分成多個狹窄的同心圓環，數據就是存儲在這樣的同心圓環上，我們將這樣的圓環稱為磁道(Track)，每個盤面可以劃分多個磁道。關機時磁頭停留在硬盤的著陸區(Landing Zone)，這個著陸區以前是位于離盤心最近的區域，不存放任何數據。
在每個盤面的最外圈，離盤心最遠的地方是“0”磁道，向盤心方向依次增長為1磁道，2磁道，等等。硬盤數據的存放就是從最外圈開始

扇區
每個磁道劃分成若干弧段，每段稱為一個扇區(Sector)。扇區是硬盤上存儲的物理單位，每扇區大小是512字節，大小不可改變。

柱面
柱面其實是我們抽象出來的一個邏輯概念,不同面上相同磁道編號則組成了一個圓柱面，即所稱的柱面(Cylinder)。這里要注意，硬盤數據的讀寫是按柱面進行，即磁頭讀寫數據時首先在同一柱面內從0磁頭開始進行操作，依次向下在同一柱面的不同盤面(即磁頭上)進行操作，只有在同一柱面所有的磁頭全部讀寫完畢后磁頭才轉移到下一柱面，因為選取磁頭只需通過電子切換即可，而選取柱面則必須通過機械切換。電子切換比從在機械上磁頭向鄰近磁道移動快得多。因此，數據的讀寫按柱面進行，而不按盤面進行。讀寫數據都是按照這種方式進行，盡可能提高了硬盤讀寫效率。
簇
將物理相鄰的若干個扇區稱為了一個簇。

容量計算公式：
硬盤容量=盤面數×柱面數×扇區數×512字節

1.3 硬盤讀寫數據的過程

現代硬盤尋道都是采用CHS(Cylinder Head Sector)的方式，硬盤讀取數據時，讀寫磁頭沿徑向移動，移到要讀取的扇區所在磁道的上方，這段時間稱為尋道時間(seek time)。因讀寫磁頭的起始位置與目標位置之間的距離不同，尋道時間也不同。目前硬盤一般為2到30毫秒，平均約為9毫秒。磁頭到達指定磁道后，然后通過盤片的旋轉，使得要讀取的扇區轉到讀寫磁頭的下方，這段時間稱為旋轉延遲時間(rotational latencytime)。

1.4 磁盤分區表

磁盤上的第一個扇區特別主要，它記錄兩個重要的信息：
1. 主引導分區(Master Boot Record，MBR)。可以安裝引導加載程序的地方，有446bytes。MBR是系統開機的時候會主動去讀取這個區塊的內容，這樣系統才會知道你的程序放在哪里且該如何開機。
2. 分區表(partition table):記錄整塊硬盤分區的狀態,有64bytes。

第一扇區結構如下：

分區表

分區表只有64bytes，最多能容納4個分區記錄，這四個分區被稱為主(Primary)和擴展(Extended)分區。分區的最小單位是柱面，也是文件系統的最小單位。分區表記錄了每個分區起始和結束的柱面號碼。為什么要進行磁盤分區呢？有以下好處：
1. 數據的安全性。對某個分區數據重整時不影響其他分區。
2. 系統性能。數據一般存放在同一個分區中，使得數據分布更加集中，有助于數據讀取的速度和性能。

雖然分區表只能分配4個分區，但可以利用擴展分區使額外的扇區來記錄分區信息，擴展分區本身不能被格式化。從擴展分區切出來的分區叫做邏輯分區。如圖：

上述分區在linux系統中文件名分別為：

• P1:/dev/hda1 (主分區)
• P2:/dev/hda2 (擴展分區)
• L1:/dev/hda5
• L2:/dev/hda6
• L3:/dev/hda7
• L4:/dev/hda8
• L5:/dev/hda9

邏輯分區從5開始，前面的4個號碼都是保留給主分區和擴展分區用。分區還具有以下特性：

• 主分區和擴展分區最多只有四個（硬盤限制）
• 擴展分區最多只有一個（操作系統限制）
• 邏輯分區是有擴展分區持續切割出來的分區
• 能夠被格式化后作為數據訪問的分區為主分區和邏輯分區，擴展分區無法格式化
• linux系統中，IDE硬盤最多有59個邏輯分區(5~63)，SATA硬盤則有11個邏輯分區(5~15)

1.5 固態硬盤和機械硬盤

性能方面，固態硬盤完勝機械硬盤。固態硬盤的讀寫速度要比機械硬盤的讀寫速度高，一般要高2倍左右的速度讀寫能力。

機械硬盤容量大，價格低。固態硬盤容量普遍偏小，價格昂貴。

固態硬盤幾乎0噪音，機械硬盤噪音較大

機械硬盤的體積要比固態硬盤大，所以重量也要比固態硬盤重

在功耗方面，固態硬盤也要低于傳統的機械硬盤

二、安裝時分區

2.1 掛載

掛載是利用一個目錄當成進入點，將磁盤分區的數據放置在該目錄下，也就是說進入該目錄就可以讀取該分區的意思。這個進入點的目錄就稱為”掛載點”

例如 partion1 掛載在根目錄上，partion2掛載在/home，意味著/home下數據都存放在partion2上，其他數據都放在partion1上。

3.1 分區規劃

最簡單的分區方法就是僅分出根目錄和內存交換空間(/ & swap)即可。但是這樣的分區不保險，如果任何一個細節壞掉(例如壞軌的產生)，你的根目錄將可能整個損毀。

分多個區有以下幾個目的：

• 避免磁盤一些細節壞掉，使得整個目錄損毀
• 在不損失數據的情況下重裝系統，比如獨立設置/home掛載點,重裝系統的時候直接標記回/home，數據不會有任何損失。
• 針對不同掛載點的特性分配合適的文件系統以合理發揮性能，比如對/var使用reiserfs，對/home使用xfs，對/使用ext4。
• 針對不同的掛載點開啟不同的掛載選項，如是否需要即時同步，是否開啟日志，是否啟用壓縮。
• 大硬盤搜索范圍大，效率低
• 磁盤配額只能對分區做設定
• /home、/var、/usr/local 經常是單獨分區，因為經常會操作，容易產生碎片

建議掛載的幾大目錄：

目錄說明建議大小

/	根目錄，唯一必須掛載的目錄。	10~15G
swap	交換分區，可能不是必須的。	一般為內存2倍，最大指定2G即可
/home	用戶目錄,存放用戶文件，是讀寫很頻繁的一個目錄。最好分配一個分區	最大的剩余空間
/usr	應用程序目錄。大部分的軟件都安裝在這里，如果您計劃安裝許多軟件，建議也給它分配一個分區	最大的剩余空間的一半
/var	包含系統運行時要改變的數據。通常這些數據所在的目錄的大小是要經常變化的，系統日志記錄也在/var/log下。一般多用戶系統或者網絡服務器要建立這個分區，設立這個分區，對系統日志的維護很有幫助。	一般設置2-3G大小
/boot	包含了操作系統的內核和在啟動系統過程中所要用到的文件。	100M左右
/tmp	臨時文件，方便加載ISO鏡像文件使用，對于多用戶系統或者網絡服務器來也有獨立掛載的必要。臨時文件目錄，也是最常出現問題的目錄之一。	一般設置1-5G

三、安裝后新增硬盤

系統安裝完成之后，有時候因為硬盤容量不夠等原因會新增一些新的硬盤。那么添加新的硬盤之后應該做些什么?
1. 對磁盤進行分區，以新建可用的分區
2. 對該分區進行格式化，以創建系統可用的文件系統
3. 可對剛新建的文件系統進行檢驗
4. 創建掛載點，掛載新硬盤

1. 查看當前磁盤使用情況

df -h

首先查看當前硬盤使用情況，看看哪些地方需要增加存儲容量。

雖然此刻各目錄還有足夠的空間，但考慮/home和/usr 后續還有一些新增數據。因此確定新增硬盤用于掛載到/home和/usr上。

2. 查看新增硬盤設備

fdisk -l

命令的作用是列出當前系統中所有硬盤設備及其分區的信息(fdisk只有root才能執行)。新的硬盤設備還未進行初始化，沒有包含有效的分區信息。/dev/sda1、/dev/sda2、/dev/sda3是已經存在的硬盤。/dev/sdb 是新增的硬盤。

Device：分區的設備文件名稱。
Boot：是否是引導分區，是，則有“*”標識。
Start：該分區在硬盤中的起始位置（柱面數）。
End：該分區在硬盤中的結束位置（柱面數）。
Blocks：分區的大小，以Blocks（塊）為單位，默認的塊大小為1024字節。
Id：分區類型的ID標記號，對于ext3分區為83，LVM分區為8e。
System：分區類型。

3. 分區

fdisk /dev/sdb #對 sdb 進行操作

fdisk交互命令:

命令說明

a	設置可引導標記
b	編輯bsd磁盤標簽
c	設置Dos操作系統兼容標記
d	刪除一個分區
l	顯示已知的文件系統類型，82為Linux swap分區，83為Linux分區
m	顯示幫助菜單
n	新建分區
o	建立空白的DOS分區表
p	列出當前磁盤的分區表信息
q	不保存退出
s	新建空白SUN磁盤標簽
t	改變一個分區的系統ID
u	改變顯示記錄單位
v	驗證分區表
w	保存退出
x	附加功能

根據以上命令，我們可以通過以下指令進行分區。
新增分區過程：
1. fdisk /dev/sdb # /dev/sdb是新增的硬盤
2. n: 創建分區,這時候會讓你選擇一個分區數字，比如1
3. w或q: w是保存退出，這個需要謹慎使用，后果自負。q是不保存退出，練習時可以用。

設置分配好的分區，輸入w保存退出。如果這時提示要重啟才能生效，因為分區表被占用無法重新取得分區表信息。如果此刻不想重啟又想讓其生效，可以使用下面命令：

partprobe #強制讓內核重新找一次分區表

注：root在進行磁盤分區的時候，最好是在單用戶維護模式下比較安全。
fdisk沒有辦法處理大于2TB以上的磁盤分區

4. 進行格式化(創建文件系統)

1）查看/home的文件格式

df -hT

2）格式化分區

mkfs -t ext4 /dev/sdb1

如果需要在創建文件系統的時候指定系統的卷標(label)、block的大小以及inode的數量，那么需要使用mkfs2命令
。

mkfs2 [-b block大小] [-i block大小(一個inode多少容量)] [-L 卷標] [-cj] 設備

-b: 可以設置每個block大小。目前支持1024，2048，4096
-i: 多少容量給予一個inode
-c：磁盤錯誤檢查，下達一個-c進行快速讀取測試。下達兩次-c -c，會測試讀寫。
-L: 卷標名稱
-j: 成為EXT3,不加為EXT2

5. 檢查

• fsck用來檢查和修正文件系統錯誤的命令。通常情況下只有root且文件系統有問題時才使用，否則正常情況下使用此命令，可能會造成對系統的傷害。
• badblocks用來檢查硬盤或軟盤扇區有沒有壞軌的命令

badblocks -[svw] 設備名稱

-s: 在屏幕中列出進度

-v: 可以在屏幕上看到進度

-w: 使用寫入的方式來測試，建議不要使用此參數，尤其已有文件時。

6. 掛載

掛載前需要注意一下事情：

• 單一文件系統不應該被重復掛載在不同的掛載點
• 單一目錄不應該重復掛載多個文件系統
• 作為掛載點的目錄，理論上都應該是空目錄才是。如果掛載的目錄不為空，那么掛載了文件系統之后，原目錄下的東西就會暫時消失(被隱藏，而不是被覆蓋)。

如果直接將新的分區，如 “/dev/sdb1”掛載到某個目錄下，如 “/home”下，則會導致 “/home” 目錄以前的全部文件被覆蓋，但并未消失。且不會將此前的目錄容量加上，這會導致嚴重的問題。

• 所以我們需要先將 “/dev/sdb1” 掛載到 “/mnt” 下；
• 再將 “/home/*” 所有東西復制到 “/mnt/”；
• 接著刪除 “/home/*” 全部文件；若因為與此目錄有關的程序運行占用目錄導致無法刪除 “/home”，則利用 lsof 命令找到這些程序的 PID，然后 “kill -9 PID” 后在刪除 “/home” 。lsof 命令 列出被進程所打開的文件的信息
• 之后再解掛載 “/mnt”；
• 最后再將 “/dev/sdb1” 掛載到 “/home”；
• 將此寫進 /etc/fstab 配置文件中，讓它開啟自讀取

>mount /dev/sdb1 /mnt

>cp -Rp /home/* /mnt #R遞歸負責，p保持復制的權限，如果沒有這個，到時后/home目錄下的某文件夾的所有者和所屬組都是 root，沒有辦法切換到此用戶。

>rm -rf /home #此處可能會用到 lsof 命令 --> lsof /home

>umount /mnt

>mount /dev/sdb1 /home

將此寫進 /etc/fstab 配置文件中，讓它開啟自讀取

>vi /etc/fstab

/dev/sdb1 /home ext4 defaults 0 0

第一字段：設備名或設備卷標名。
第二字段：文件系統的掛載點目錄的位置。
第三字段：文件系統類型，如ext3、swap等。
第四字段：掛載參數，即mount命令“-o”選項后可使用的參數，如defaults、rw等。
第五字段：表示文件系統是否需要dump備份，一般設為1時表示需要，設為0時將被dump所忽略。

第六字段：該數字用于決定在系統啟動時進行磁盤檢查的順序，0表示不進行檢查，1表示優先檢查，2表示其次檢查。對于根分區應設為1，其他分區設為2.

系統文件/etc/fstab是系統自動掛載文件，所以不能寫錯，一旦寫錯可能導致系統直接崩潰。所以我們在保存/etc/fstab文件之后，我們必須使用命令mount -a自動實現掛載

mount -a #依據配置文件/etc/fstab的內容，自動掛載

mount -o remount,rw / # /etc/fstab文件修復

四、交換區的構建

如果在安裝系統的時候沒有分配swap，為了應付物理內存不足的情況下造成的內存擴展記錄，可以構建swap在硬盤上暫時存放內存中的信息。構建步驟:
1. 分區：利用fdisk分出一個分區作為swap.
2. 格式化：利用“mkswap 設備文件名”格式化一個swap。
3. 使用：將該swap啟動，“swapon 設備文件名”
4. 查看:通過free查看內存狀態。

五、磁盤管理相關命令

• df 命令可以獲取硬盤被占用了多少空間，目前還剩下多少空間等信息，它也可以顯示所有文件系統對i節點和磁盤塊的使用情況；
• du的英文原義為“disk usage”，含義為顯示磁盤空間的使用情況，統計目錄（或文件）所占磁盤空間的大小；
• fdisk 命令用于磁盤分區；上一節已經講過
• mkfs 格式化并創建文件系統。
• fsck、badblocks磁盤檢驗
• unmount 卸載

unmount [-fn] 設備名或掛載點

-f： 強制卸載
-n: 不更新 /etc/mtab的情況下卸載。filesystem的掛載是記錄到/etc/mtab與/proc/mounts這兩個檔案中的。每次我們在更動filesystem的掛載時，也會同時更動這兩個檔案。參考[/etc/mtab和/proc/mounts的區別]

• e2label：修改設備label。e2label 設備名稱 新的label名稱
• du
  查看當前文件大小，du -h –max-depth=1

參考

[1] Linux 磁盤分區
[2] 硬盤的存儲原理和內部架構
[3] Linux 安裝分區設置 分區大小 功能
[4] Linux系統安裝時分區的選擇
[5] 安裝Linux前的規劃
[6] 玩轉 Linux 之：磁盤分區、掛載知多少？
[7] 給Linux新增硬盤之后
[8] 《鳥哥私房菜》磁盤的分區、格式化、檢驗與掛載

轉載于:https://www.cnblogs.com/migrantworkers/p/9162642.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux磁盘管理与分区 转载的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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