操作系统与磁盘管理

目录

• 操作系统
  • 类别
  • 32位和64位有什么区别
• 磁盘管理
  • 磁盘的基本概念
    • 磁盘
    • 软盘
    • 硬盘
    • 区别
  • 磁盘的基本结构
  • 磁盘的预备知识
  • 机械和固态的对比
    • MBR位置：0磁道0磁道1扇区
  • 显示磁盘分区信息的命令
  • fdisk磁盘分区实践
    • 一，添加硬盘
  • 二，虚拟机添加磁盘分区，添加完成后重启虚拟机

操作系统

人与计算机硬件之间的中介

类别

window7,8,10

linux

unix

mac

32位和64位有什么区别

• 设计定位不同
• 运算能力不同
• 寻址能力不同，32位支持4G，64位支持128G物理内存
• 安装要求不同

磁盘管理

磁盘的基本概念

磁盘

磁盘就像是森林，是所有硬式存储的统称，如最早出现的软盘，现在的硬盘，都是磁盘中的一部分。

软盘

磁盘开始指的是1.44MB的3.5英寸磁盘，这是很早时候的电脑储存盘，也叫软盘

软盘在如今已经很少被使用了，使用软盘需要安装软盘驱动。软盘容量小，容易损坏。随着数据的大量增长，软盘已经不满足日益所需的数据存储需求，如是，硬盘便被研发出来。

硬盘

硬盘就是计算机中的最大的存储装置了，就是将磁盘的储存片装到硬质金属盒子里可以得到更好的保护，而且在使用寿命上也比软盘优越得多，只有低格才对硬盘有很大的伤害,其它的读写是不要紧的，也就叫硬盘。

区别

磁盘是一种统称，即是一开始的软盘，又是现如今的硬盘，但是在现在，说起磁盘，都指的是硬盘。

磁盘的基本结构

• 磁头（Head）

盘面数量==磁头数量

作用:用来写入和读取数据的

径向运动寻道

• 磁道（Track）

从外面到里面最外面是0磁道

• 扇区（Sector）

磁道上面的最小的单位

默认大小512字节

• 柱面（Cylinder）

不同盘面上面的相同的磁道组成的圆柱体

不同盘面上的相同的呼啦圈组成的圆柱体

磁盘默认是按照柱面进行读写

磁头之间的切换速度接近于光速

磁头径向运动-寻道机械运动慢

• 单元块（Units）

磁盘是按柱面进行读写的，表示一个柱面的大小

• 计算磁盘大小

磁盘大小=柱面的大小*柱面的数量

柱面的大小=一个磁道的大小*磁头数量

一个磁道的大小=一个扇区的大小*扇区数量/每个磁道

fdisk 查看磁盘详细信息

echo + bc

awk

磁盘的预备知识

IDE，SCSI （已经被淘汰）

SATA III 与 SAS （企业使用较多）

M.2接口是为超极本（Ultrabook）量身定做的新一代接口标准，以取代原来的mSATA接口。无论是更小巧的规格尺寸，还是更高的传输性能，M.2都远胜于mSATA
M2接口百度百科

你了解M.2固态硬盘吗？

装机到底要不要买M.2接口的SSD？

SATA、MSATA、PCIE和M2都是什么？

固态硬盘SATA和MSATA有什么区别？
https://baike.baidu.com/item/m.2接口
http://baijiahao.baidu.com/s?id=1604321789851430125&wfr=spider&for=pc
http://www.sohu.com/a/253988990_610530
http://www.sohu.com/a/229021919_463982
https://zhidao.baidu.com/question/754765227221408324.html

机械和固态的对比

机械（HDD） 固态（SSD）
容量大价格低 容量小价格高
抗击打能力弱 抗击打能力高
读写速度稍慢 读写速度很快
数据恢复易 数据恢复难
使用时间无限 使用时间1-2w次

尺寸：2.5英寸 3.5英寸
单位：B KB MB GB TB PB
转速：7200 10K 15K
iops：每秒的输入和输出

设备名称	 分区信息	  设备类型
/dev/sda	/dev/sda1	第一块物理磁盘第一分区
/dev/sdb	/dev/sdb2	第二块磁盘第二个分区
/dev/vdd	/dev/vdd4	第四块虚拟磁盘的第四个分区

注意：

1.系统中分区由数字编号表示，1-4表示给主分区使用和扩展分区，逻辑分区从5开始

https://baike.baidu.com/item/主引导记录/7612638

2.前面我们已经提到过MBR分区表只能分配4个主分区，但现在还有一种新型的分区表GPT，GPT支持分配128个主分区。注意MBR与GPT之间不能互转，会导致数据丢失。

http://www.360doc.com/content/18/0614/22/6140124_762487520.shtml

MBR位置：0磁道0磁道1扇区

前446字节 mbr 主引导记录

64字节的分区表

55AA 表示的是结束标记

• 磁盘-盘片-mbr
• 主分区 primary

一般一定要有

存放数据

• 扩展分区 extend

最多1个

无法直接使用

注意：主分区+扩展分区一共最多可以有4个

• 逻辑分区 logical

存放数据

• 硬盘分区的设备名

1. 磁盘

​ SAS/SATA/SCSI /dev/sd?

​ 第一块硬盘SAS /dev/sda

​ 第三块SATA硬盘 /dev/sdc

1. 分区

​ 主分区和扩展分区 1-4

​ 逻辑分区 从5开始

1. 例子

​ 第1块sas硬盘的第一个主分区 /dev/sda1

​ 第2块sata硬盘的第2个主分区 /dev/sdb2

​ 第3块sata硬盘的第1个逻辑分区 /dev/sdc5

显示磁盘分区信息的命令

[root@web ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3        48G  3.0G   45G   7% /
devtmpfs        980M     0  980M   0% /dev
tmpfs           991M     0  991M   0% /dev/shm
tmpfs           991M   18M  973M   2% /run
tmpfs           991M     0  991M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1       197M  105M   93M  54% /boot
/dev/sr0        4.3G  4.3G     0 100% /mnt
tmpfs           199M     0  199M   0% /run/user/0
tmpfs           199M     0  199M   0% /run/user/1011

[root@web ~]# du -sh /etc
166M	/etc
[root@web ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   50G  0 disk 
├─sda1   8:1    0  200M  0 part /boot
├─sda2   8:2    0    2G  0 part [SWAP]
└─sda3   8:3    0 47.8G  0 part /
sr0     11:0    1  4.3G  0 rom  /mnt

fdisk磁盘分区实践

适用于磁盘小于2TB的磁盘，分区类型MBR，主分区4或主分区3+扩展分区（逻辑分区+…），分区后需要保存后生效

模拟环境

虚拟机添加一块10GB的硬盘

一，添加硬盘

二，虚拟机添加磁盘分区，添加完成后重启虚拟机

1，查看

[root@web ~]# ll /dev/sd*
brw-rw----. 1 root disk 8,  0 Jul 16 18:33 /dev/sda
brw-rw----. 1 root disk 8,  1 Jul 16 18:33 /dev/sda1
brw-rw----. 1 root disk 8,  2 Jul 16 18:33 /dev/sda2
brw-rw----. 1 root disk 8,  3 Jul 16 18:33 /dev/sda3
brw-rw----. 1 root disk 8, 16 Jul 16 18:33 /dev/sdb
brw-rw----. 1 root disk 8, 32 Jul 16 18:33 /dev/sdc
[root@web ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   50G  0 disk 
├─sda1   8:1    0  200M  0 part /boot
├─sda2   8:2    0    2G  0 part [SWAP]
└─sda3   8:3    0 47.8G  0 part /
sdb      8:16   0   20G  0 disk 
sdc      8:32   0    3T  0 disk 
sr0     11:0    1  4.3G  0 rom  

2，fdisk 只支持MBR分区表，适用于2TB以下的分区

fdisk  只支持MBR分区表，适用于2TB以下的分区。
[root@web ~]# 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 0x5b38e62c.

Command (m for help): m
Command action
   a   toggle a bootable flag                   #切换分区启动标记
   b   edit bsd disklabel                       #编辑sdb磁盘标签
   c   toggle the dos compatibility flag        #切换dos兼容模式
** d   delete a partition                       #删除分区
   g   create a new empty GPT partition table	#创建新的空白GPT分区表
   G   create an IRIX (SGI) partition table	#创建IRIX (SGI)分区表
** l   list known partition types               #显示分区类型
** m   print this menu                          #显示帮助菜单
** n   add a new partition                      #新建分区
   o   create a new empty DOS partition table   #创建新的空白分区表
** p   print the partition table                #显示分区表的信息
** q   quit without saving changes              #不保存退出
   s   create a new empty Sun disklabel         #创建新的Sun磁盘标签
   t   change a partitions system id            #修改分区ID,可以通过l查看id
   u   change display/entry units               #修改容量单位,磁柱或扇区
   v   verify the partition table               #检验分区表
** w   write table to disk and exit             #保存退出
   x   extra functionality (experts only)       #拓展功能

Command (m for help): n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): 
Using default response p
Partition number (1-4, default 1): 
First sector (2048-41943039, default 2048): 
Using default value 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-41943039, default 41943039): +1G
Partition 1 of type Linux and of size 1 GiB is set

Command (m for help): p

Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 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: 0x5b38e62c

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048     2099199     1048576   83  Linux
​```
​```
Command (m for help): w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

2,格式化分区，创建文件系统

[root@web ~]# mkfs.xfs  /dev/sdb1
meta-data=/dev/sdb1              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

3,创建挂载点

[root@web ~]# mkdir   /data1
[root@web ~]# ll /data1
total 0
[root@web ~]# cp /etc/services   /data1
[root@web ~]# ll /data1
total 656
-rw-r--r--. 1 root root 670293 Jul 16 19:01 services

4,挂载(临时挂载)

[root@web ~]# mount /dev/sdb1  /data1
[root@web ~]# ll /data1
total 0
[root@web ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3        48G  3.0G   45G   7% /
devtmpfs        980M     0  980M   0% /dev
tmpfs           991M     0  991M   0% /dev/shm
tmpfs           991M  9.7M  981M   1% /run
tmpfs           991M     0  991M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1       197M  105M   93M  54% /boot
tmpfs           199M     0  199M   0% /run/user/0
/dev/sdb1      1014M   33M  982M   4% /data1
[root@web ~]# dd if=/dev/zero of=/data1/test.txt  bs=10M count=50
50+0 records in
50+0 records out
524288000 bytes (524 MB) copied, 2.13248 s, 246 MB/s
[root@web ~]# ll /data1/
total 512000
-rw-r--r--. 1 root root 524288000 Jul 16 19:03 test.txt
[root@web ~]# ll /data1/ -h
total 500M
-rw-r--r--. 1 root root 500M Jul 16 19:03 test.txt
[root@web ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3        48G  3.0G   45G   7% /
devtmpfs        980M     0  980M   0% /dev
tmpfs           991M     0  991M   0% /dev/shm
tmpfs           991M  9.7M  981M   1% /run
tmpfs           991M     0  991M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1       197M  105M   93M  54% /boot
tmpfs           199M     0  199M   0% /run/user/0
/dev/sdb1      1014M  533M  482M  53% /data1

5，永久挂载

[root@web ~]# vim /etc/fstab
[root@web ~]# tail -1 /etc/fstab
/dev/sdb1 				/data1			  xfs     defaults        0 0
[root@web ~]# umount /data1/
[root@web ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3        48G  3.0G   45G   7% /
devtmpfs        980M     0  980M   0% /dev
tmpfs           991M     0  991M   0% /dev/shm
tmpfs           991M  9.7M  981M   1% /run
tmpfs           991M     0  991M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1       197M  105M   93M  54% /boot
tmpfs           199M     0  199M   0% /run/user/0
[root@web ~]# mount -a #重新加载挂件
echo $?检查
[root@web ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3        48G  3.0G   45G   7% /
devtmpfs        980M     0  980M   0% /dev
tmpfs           991M     0  991M   0% /dev/shm
tmpfs           991M  9.7M  981M   1% /run
tmpfs           991M     0  991M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1       197M  105M   93M  54% /boot
tmpfs           199M     0  199M   0% /run/user/0
/dev/sdb1      1014M  533M  482M  53% /data1

6，重新选择一个挂载点

[root@web ~]# umount  /data1/
[root@web ~]# 
[root@web ~]# ll /data1/
total 656
-rw-r--r--. 1 root root 670293 Jul 16 19:01 services
[root@web ~]# mkdir  /data2
[root@web ~]# ll /data2
total 0
[root@web ~]# mount  /dev/sdb1  /data2
[root@web ~]# ll /data2
total 512000
-rw-r--r--. 1 root root 524288000 Jul 16 19:03 test.txt