1 概述
本文通過對講解了磁盤的基本概念，分區(qū)，創(chuàng)建文件系統(tǒng)，掛載，卸載等步驟進行講解。使得用戶能夠創(chuàng)建基本的磁盤并掛載使用空間。
2 磁盤基本概念
2.1 磁盤空間
每個扇區(qū)大小是512byte，這是磁盤的最小單位
每一個磁道上有多少個扇區(qū)就是扇區(qū)數(shù) sectors
每一圈叫做磁道（track），最外面的叫做0磁道
依次往里增加，最里面的磁道數(shù)最大
每個盤有兩個面，都有兩個磁頭（head）讀取數(shù)據(jù)
相同的磁道組成的叫做柱面（cylinder），同樣最外面叫0柱面，最里面柱面數(shù)最大
因此，
每個盤面的存儲空間：512*sectors*tracks
每個柱面的空間：512*sectors*heads
每個硬盤的空間是：512*sectors*tracks*heads
扇區(qū)數(shù)是由6bit來決定，所以每個磁道最大有2^6就64個扇區(qū)
磁道的數(shù)量是由10bit來決定磁道的數(shù)量，所以磁道最多是2^10=1024個
盤面的數(shù)量是由8bit決定的，所以每個硬盤最大有2^8=256個磁頭
所以早期每個柱面的大小為 512byte*64*256/1024/1024=8M.
CentOS6或者之前的版本默認柱面是劃分分區(qū)的基本單位是8M，centOS7默認用扇區(qū)為單位分區(qū)。
但是，早期每個磁盤的最大空間就是1024*8M/1024=8G.現(xiàn)在的磁盤為了解決這個問題，就采用了區(qū)位記錄磁盤扇區(qū)結(jié)構(gòu)（ZBRzoned bit recording）來定義磁盤的空間，磁盤大小因此得到了擴展。
扇區(qū)圖片
2.2 磁盤尋址方式
分為CHS 和 LBA 兩種
CHS
?采用24bit位尋址
?其中前10位表示cylinder，中間8位表示head，后面6位表示sector。
?最大尋址空間8GB
LBA（logical block addressing）
?LBA是一個整數(shù)，通過轉(zhuǎn)換成CHS格式完成磁盤具體尋址
?LBA采用48個bit位尋址
?最大尋址空間128PB
由于CHS尋址方式的尋址空間在大概8GB以內(nèi)，所以在磁盤容量小于大概8GB時，可以使用CHS尋址方式或是LBA尋址方式；在磁盤容量大于大概8GB時，則只能使用LBA尋址方式
2.3 分區(qū)的概念
2.3.1 分區(qū)的原因
?優(yōu)化I/O性能
?實現(xiàn)磁盤空間配額限制
?提高修復(fù)速度
?隔離系統(tǒng)和程序
?安裝多個OS
?采用不同文件系統(tǒng)
2.3.2 使用分區(qū)空間
?設(shè)備識別
?設(shè)備分區(qū)
?創(chuàng)建文件系統(tǒng)
?標(biāo)記文件系統(tǒng)
?在/etc/fstab文件中創(chuàng)建條目
?掛載新的文件系統(tǒng)
2.3.3 管理分區(qū)
?兩種分區(qū)方式：MBR，GPT
分區(qū)相當(dāng)于是把一塊大硬盤分成幾個小房間。MBR是比較舊的分區(qū)方式，只能分區(qū)較小的空間已經(jīng)分區(qū)的數(shù)量也會比較少，GPT則是克服了MBR的缺點。
MBR和GPT引導(dǎo)系統(tǒng)啟動的方式不一樣
BIOS 和 UEFI 引導(dǎo)系統(tǒng)啟動流程
BIOS+MBR引導(dǎo)計算機進行啟動，BIOS寫入到ROM里面，當(dāng)計算機啟動時，BIOS就會去讀取MBR分區(qū)。通過BIOS配合MBR引導(dǎo)啟動分區(qū)
但是BIOS并跟GPT搭配。如果一定要用，可以通過（BIOS+MBR）sda系統(tǒng)盤，引導(dǎo)系統(tǒng)啟動+GPT（其他盤）分區(qū)的方式來進行分區(qū)。
默認情況下UEFI+GPT進行系統(tǒng)的啟動
2.3.3.1 MBR分區(qū)概念
?MBR: Master Boot Record，1982年，使用32位表示扇區(qū)數(shù)，分區(qū)不超過2T
?如何分區(qū)：按柱面
?0磁道0扇區(qū)：512bytes
446bytes: boot loader
64bytes：分區(qū)表
16bytes: 標(biāo)識一個分區(qū)
2bytes: 55AA
?4個主分區(qū)；3主分區(qū)+1擴展(N個邏輯分區(qū))
MBR分區(qū)結(jié)構(gòu)圖
?硬盤主引導(dǎo)記錄MBR由4個部分組成
?主引導(dǎo)程序（偏移地址0000H--0088H），它負責(zé)從活動分區(qū)中裝載，并運行系統(tǒng)引導(dǎo)程序。
?出錯信息數(shù)據(jù)區(qū)，偏移地址0089H--00E1H為出錯信息，00E2H--01BDH全為0字節(jié)。
?分區(qū)表（DPT,Disk Partition Table）含4個分區(qū)項，偏移地址01BEH--01FDH,每個分區(qū)表項長16個字節(jié)，共64字節(jié)為分區(qū)項1、分區(qū)項2、分區(qū)項3、分區(qū)項4
?結(jié)束標(biāo)志字，偏移地址01FE--01FF的2個字節(jié)值為結(jié)束標(biāo)志55AA
2.3.3.2?GPT分區(qū)
GPT:GUID（Globals Unique Identifiers）partition table 支持128個分區(qū)，使用64位，支持8Z（512Byte/block ）64Z （4096Byte/block）
?使用128位UUID(Universally Unique Identifier) 表示磁盤和分區(qū)GPT分區(qū)表自動備份在頭和尾兩份，并有CRC校驗位
?UEFI (統(tǒng)一擴展固件接口)硬件支持GPT，使操作系統(tǒng)啟動
GPT分區(qū)結(jié)構(gòu)
GPT的第一個0扇區(qū)是保護MBR，一樣是512byte，但是這個MBR不是用來啟動引導(dǎo)盤的。只是保護的目的，因為傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)都是支持MBR，并不支持GPT。保護MBR是當(dāng)舊的電腦系統(tǒng)系統(tǒng)不識別GPT分區(qū)的時候，即認不出GPT格式的硬盤有數(shù)據(jù)的時候，會識別出該硬盤上有個MBR分區(qū)，最起碼是不會讓管理者誤認為沒有操作系統(tǒng)或者分區(qū)，直接對該硬盤進行格式化。
GPT格式做的可以分128個分區(qū)。GPT分區(qū)表有自動備份的功能，支持更大的分區(qū)
2.3.4 格式化分區(qū)
給硬盤分區(qū)后，還要講對應(yīng)的硬盤進行格式化，指定文件系統(tǒng)類型，是指定了對應(yīng)分區(qū)上文件管理的方式,相當(dāng)于有軟件來管理這個文件了。
?文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)用于明確存儲設(shè)備或分區(qū)上的文件的方法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；即在存儲設(shè)備上組織文件的方法。操作系統(tǒng)中負責(zé)管理和存儲文件信息的軟件結(jié)構(gòu)稱為文件管理系統(tǒng)，簡稱文件系統(tǒng)
?從系統(tǒng)角度來看，文件系統(tǒng)是對文件存儲設(shè)備的空間進行組織和分配，負責(zé)文件存儲并對存入的文件進行保護和檢索的系統(tǒng)。具體地說，它負責(zé)為用戶建立文件，存入、讀出、修改、轉(zhuǎn)儲文件，控制文件的存取，安全控制，日志，壓縮，加密等
查前支持的文件系統(tǒng)：
cat?/proc/filesystems
查看當(dāng)前系統(tǒng)支持的文件系統(tǒng)，可以進入fs目錄下查看，語句如下
cd?/lib/modules/`uname?-r`/kernel/fs
文件系統(tǒng)類型主要有以下幾種
?Linux文件系統(tǒng)：ext2(Extended file system), ext3, ext4, xfs（SGI）, btrfs（Oracle）, reiserfs, jfs（AIX）, swap
?光盤：iso9660
?Windows：FAT32, exFAT,NTFS
?Unix: FFS（fast）, UFS（unix）, JFS2
?網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)：NFS, CIFS
?集群文件系統(tǒng)：GFS2, OCFS2（oracle）
?分布式文件系統(tǒng)：fastdfs,ceph, moosefs, mogilefs, glusterfs, Lustre
?RAW：未經(jīng)處理或者未經(jīng)格式化產(chǎn)生的文件系統(tǒng)
根據(jù)其是否支持"journal"功能：
?日志型文件系統(tǒng): ext3, ext4, xfs, ...
?非日志型文件系統(tǒng): ext2, vfat
文件系統(tǒng)的組成部分：
?內(nèi)核中的模塊：ext4, xfs, vfat
?用戶空間的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs,mkfs.vfat
Linux的虛擬文件系統(tǒng)：VFS
當(dāng)然，在文件系統(tǒng)中也是運行沒有文件系統(tǒng)的硬盤存在。
如果沒有分區(qū)，沒有文件系統(tǒng)，叫RAW，裸文件系統(tǒng)
如果沒有文件系統(tǒng)，要讀數(shù)據(jù)，可以用hexdump–C –n 512 /dev/sdb1這樣來讀取。
沒有文件系統(tǒng)的話，相當(dāng)于把數(shù)據(jù)之間放在磁盤上了，讀取速度回比較快，如oracle數(shù)據(jù)庫就會把數(shù)據(jù)放在裸文件系統(tǒng)里。
3 創(chuàng)建分區(qū)
以下三個工具可以創(chuàng)建分區(qū)。
?fdisk創(chuàng)建MBR分區(qū)，
?gdisk創(chuàng)建GPT分區(qū)
?parted高級分區(qū)操作
3.1 parted分區(qū)
parted的操作都是實時生效的，小心使用
?用法：parted [選項]... [設(shè)備[命令[參數(shù)]...]...]
parted?/dev/sdb?mklabel?gpt|msdos??//給整個硬盤打標(biāo)簽，指定接下來硬盤要分區(qū)的類型
parted?/dev/sdb?print??//顯示硬盤的分區(qū)信息
parted?/dev/sdb?mkpart?primary?1?200?（默認M）//開始分區(qū)，并指定大小
parted?/dev/sdb?rm?1??//數(shù)字1，移除掉對應(yīng)的分區(qū)
parted?-l??//字母l,顯示分區(qū)內(nèi)容
注意
parted?/dev/sdb?mklabel?gpt
如果用parted指定了硬盤lab為gpt分區(qū)，則用fdisk命令也可以創(chuàng)建出gpt格式的分區(qū)，但是不建議這么用
parted?/dev/sdc?mklabel?msdos
如果用parted指定了硬盤lab為mbr分區(qū)，則用gdisk分區(qū)的時候，會提示將MBR轉(zhuǎn)換為GPT分區(qū)，這個和指定成GPT不一樣。
3.2 fdisk分區(qū)
gfisk /dev/sdb 類fdisk 的GPT分區(qū)工具，這里就僅介紹fdisk
?fdisk -l [-u] [device...] 查看分區(qū)
?fdisk /dev/sdb 管理分區(qū)
子命令：
?p 分區(qū)列表
?t 更改分區(qū)類型，centOS 6和centOS 7 相同類型的code不一樣。
?n 創(chuàng)建新分區(qū)
?d 刪除分區(qū)
?v 校驗分區(qū)
?u 轉(zhuǎn)換單位
?w 保存并退出
?q 不保存并退出
當(dāng)分區(qū)后，新的分區(qū)不會馬上同步，需要用partprobe 或者 partx進行同步，原理是通知內(nèi)核重新讀取硬盤分區(qū)表，重新設(shè)置內(nèi)存中的內(nèi)核分區(qū)表版本
partprobe－ 用于centOS5和centOS7上
partx - ? 用于centOS6上
同步新增加的分區(qū)，命令
partx?–a?/dev/sda?//表示通過新增加硬盤的分區(qū)表。如果盤里面已經(jīng)同步的分區(qū)，則表示該分區(qū)忙碌。
如果是同步刪除的分區(qū)，用命令
partx?-d?-nr?6-8?/dev/sda//則要指定刪除分區(qū)的那個具體數(shù)字。
命令lsblk可以列出塊設(shè)備
查看內(nèi)核是否已經(jīng)識別新的分區(qū)，命令如下
cat?/proc/partitions
4 ?創(chuàng)建文件系統(tǒng)
創(chuàng)建文件系統(tǒng)，就是要將分好的分區(qū)進行格式化，指定對應(yīng)的文件系統(tǒng)
4.1 mkfs命令
(1) mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE ，其中FS_TYPE可以指定為ext3,ext4,xfs,vfat等
(2) mkfs -t ?FS_TYPE ?/dev/DEVICE
(3) mkfs?-L ?'LABEL' ?/dev/DEVICE: 設(shè)定卷標(biāo)
4.2 mke2fs命令
mke2fs：ext系列文件系統(tǒng)專用管理工具，專門用來格式化ext文件系統(tǒng)格式的工具
-t {ext2|ext3|ext4}
-b {1024|2048|4096}
-L 'LABEL'
-j: 相當(dāng)于-t ext3
mkfs.ext3 = mkfs-t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3
-i#: 為數(shù)據(jù)空間中每多少個字節(jié)創(chuàng)建一個inode；此大小不應(yīng)該小于block的大小
-N #：指定分區(qū)中創(chuàng)建多少個inode
-I 一個inode記錄占用的磁盤空間大小，128---4096
-m #: 默認5%,為管理人員預(yù)留空間占總空間的百分比
-O FEATURE[,...]：啟用指定特性
-O ^FEATURE：關(guān)閉指定特性
4.3 文件系統(tǒng)標(biāo)簽
?指向設(shè)備的另一種方法
?與設(shè)備無關(guān)
?blkid：塊設(shè)備屬性信息查看
blkid[OPTION]... [DEVICE]
-U UUID: 根據(jù)指定的UUID來查找對應(yīng)的設(shè)備
如果硬盤不重新格式化，則UUID不會變，且是唯一，因為磁盤的命名或者標(biāo)簽可能會改變，所以，掛載建議用設(shè)備的UUID進行掛載
-L LABEL：根據(jù)指定的LABEL來查找對應(yīng)的設(shè)備
?e2label：管理ext系列文件系統(tǒng)的LABEL
e2label DEVICE [LABEL]
?findfs：查找分區(qū)
findfs[options] LABEL=
findfs[options] UUID=
4.4?調(diào)整ext文件系統(tǒng)參數(shù)值
tune2fs：重新設(shè)定ext系列文件系統(tǒng)可調(diào)整參數(shù)的值
-l：查看指定文件系統(tǒng)超級塊信息；super block
-L 'LABEL'：修改卷標(biāo)
-m #：修預(yù)留給管理員的空間百分比
-j: 將ext2升級為ext3
-O: 文件系統(tǒng)屬性啟用或禁用,–O ^has_journal
-o: 調(diào)整文件系統(tǒng)的默認掛載選項，–o ^acl
-U UUID: 修改UUID號
4.5 查看ext文件系統(tǒng)信息
命令：dumpe2fs
塊分組管理，32768塊
-h：查看超級塊信息，不顯示分組信息
4.6?文件系統(tǒng)檢測和修復(fù)
?常發(fā)生于死機或者非正常關(guān)機之后
?掛載為文件系統(tǒng)標(biāo)記為“no clean”，注意，如果文件系統(tǒng)是ext2,則可能會顯示no clean,但是沒掛載的時候用dumpe2fs檢查又是clean狀態(tài)
?注意：一定不要在掛載狀態(tài)下修復(fù)
fsck檢查文件系統(tǒng)的狀態(tài)。可以修復(fù)故障的文件系統(tǒng)，取消掛載后才能執(zhí)行該命令，否則可能會破壞文件系統(tǒng)。該命令慎用，非必要時候不要執(zhí)行。
fsck?-f? /dev/sdb5 多了-f選項，強制檢查硬盤，如果沒有-f，大致檢查。只能修復(fù)文件系統(tǒng)，如果數(shù)據(jù)已經(jīng)被破壞了，被覆蓋掉的數(shù)據(jù)就不能修復(fù)了，還沒被破壞的數(shù)據(jù)可以繼續(xù)查看
因異常導(dǎo)致的丟失的文件可以到 lost+found文件夾下查找
?fsck: File System Check
fsck.FS_TYPE
fsck-t FS_TYPE
-p: 自動修復(fù)錯誤
-r: 交互式修復(fù)錯誤
FS_TYPE一定要與分區(qū)上已經(jīng)文件類型相同
?e2fsck：ext系列文件專用的檢測修復(fù)工具
-y：自動回答為yes
-f：強制修復(fù)
5 掛載
5.1 mount 掛載
?掛載:將額外文件系統(tǒng)與根文件系統(tǒng)某現(xiàn)存的目錄建立起關(guān)聯(lián)關(guān)系，進而使得此目錄做為其它文件訪問入口的行為
?卸載:為解除此關(guān)聯(lián)關(guān)系的過程
?把設(shè)備關(guān)聯(lián)掛載點：mount Point
?卸載時：可使用設(shè)備，也可以使用掛載點
?掛載點下原有文件在掛載完成后會被臨時隱藏
?掛載點目錄一般為空
?掛載方法：mount DEVICE MOUNT_POINT
?mount：通過查看/etc/mtab文件顯示當(dāng)前已掛載的所有設(shè)備
?mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir
device：指明要掛載的設(shè)備；
(1) 設(shè)備文件：例如/dev/sda5
(2) 卷標(biāo)：-L 'LABEL', 例如-L 'MYDATA'
(3) UUID, -U 'UUID'：例如-U '0c50523c-43f1-45e7-85c0-a126711d406e'
(4) 偽文件系統(tǒng)名稱：proc, sysfs, devtmpfs, configfs
dir：掛載點
事先存在；建議使用空目錄
進程正在使用中的設(shè)備無法被卸載
mount常用命令選項
?-t vsftype：指定要掛載的設(shè)備上的文件系統(tǒng)類型
?-r: readonly，只讀掛載
?-w: read and write, 讀寫掛載
?-n: 不更新/etc/mtab，mount不可見
?-a：自動掛載所有支持自動掛載的設(shè)備(定義在了/etc/fstab文件中，且掛載選項中有auto功能)
?-L 'LABEL': 以卷標(biāo)指定掛載設(shè)備
?-U 'UUID': 以UUID指定要掛載的設(shè)備
?-B, --bind: 綁定目錄到另一個目錄上
-o options：(掛載文件系統(tǒng)的選項)，多個選項使用逗號分隔
async：異步模式
sync：同步模式,內(nèi)存更改時，同時寫磁盤
atime/noatime：包含目錄和文件
diratime/nodiratime：目錄的訪問時間戳
auto/noauto：是否支持自動掛載,是否支持-a選項
exec/noexec：是否支持將文件系統(tǒng)上運行應(yīng)用程序
dev/nodev：是否支持在此文件系統(tǒng)上使用設(shè)備文件
suid/nosuid：不否支持suid和sgid權(quán)限
remount：重新掛載
ro：只讀
rw：讀寫
user/nouser：是否允許普通用戶掛載此設(shè)備，/etc/fstab使用
acl：啟用此文件系統(tǒng)上的acl功能
loop: 使用loop設(shè)備
?defaults：圖形界面自動掛載相當(dāng)于rw,nosuid, dev, exec, auto, nouser,async
defaults：但是通過mount分區(qū)掛載默認是相當(dāng)于rw,suid, dev, exec, auto, nouser, async
查看內(nèi)核追蹤到的已掛載的所有設(shè)備
cat?/proc/mounts
5.2 寫入配置命令
要使得掛載長期有效，即開機時自動掛載，需要往配置文件/etc/fstab寫入相關(guān)的信息
?配置文件系統(tǒng)體系
?被mount、fsck和其它程序使用
?系統(tǒng)重啟時保留文件系統(tǒng)體系
?可以在設(shè)備欄使用文件系統(tǒng)卷標(biāo)
?使用mount -a 命令掛載/etc/fstab中的所有文件系統(tǒng)
/etc/fstab每行定義一個要掛載的文件系統(tǒng)，里面每個字段的含義如下：
?要掛載的設(shè)備或偽文件系統(tǒng)
設(shè)備文件
LABEL：LABEL=""
UUID：UUID=""
偽文件系統(tǒng)名稱：proc, sysfs
?掛載點
?文件系統(tǒng)類型，相關(guān)文件系統(tǒng)類型可見2.3.4節(jié)內(nèi)容
?掛載選項：defaults
?轉(zhuǎn)儲頻率：0：不做備份1：每天轉(zhuǎn)儲2：每隔一天轉(zhuǎn)儲
?自檢次序：0：不自檢
1：首先自檢；一般只有rootfs才用1
自檢次序字段如果有分區(qū)填寫大于1的話，則在檢查完根分區(qū)后，接著按填寫的數(shù)字從小到大依次檢查下去。同數(shù)字 的同時檢查。比如第一和第二個分區(qū)填寫2，第三和第四個分區(qū)填寫3，則系統(tǒng)在檢查完根分區(qū)后，接著同時檢查第一和第二個分區(qū)，然后再同時檢查第三和第四個分區(qū)。
特殊文件掛載舉例
其中，可以用showmount –e ?ip可以看到對應(yīng)ip上的共享文件夾，然后再將其掛載上nfs文件格式上
6 卸載
一般情況下，正在被訪問的掛載設(shè)備是不能被正常卸載，所以卸載前可以先用以下命名查看情況后在進行卸載
?查看掛載情況，可以檢查掛載是否成功
findmnt ?MOUNT_POINT|device
?查看正在訪問指定文件系統(tǒng)的進程
lsof ? MOUNT_POINT
fuser ?-v ?MOUNT_POINT
?終止所有在正訪問指定的文件系統(tǒng)的進程
fuser -km MOUNT_POINT
?卸載
umountDEVICE
umountMOUNT_POINT
到這里為止，普通分區(qū)的使用以及完成，可以正常使用新的分區(qū)
