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02. linux系统磁盘概念

磁盘的结构体系
01. 磁盘的物理结构 (外部结构 内部结构) 工作原理(先切换磁头 让磁头镜像运动)  OK
02. 磁盘阵列说明   (raid0 raid1 raid5 raid10 raid01)
    磁盘阵列如何配置 
    配置LVM  L 逻辑  v 卷组  M 管理  逻辑卷管理 --> 实现可以随意调整磁盘分区大小 
03. 磁盘分区概念
    给容量较小的磁盘进行分区: 小于2T  fdisk
    给容量较大的磁盘进行分区: 大于2T  parted  
04. 磁盘格式化操作(创建文件系统)
05. 磁盘维护管理知识(如何使用磁盘 挂载使用)   
   

03. 磁盘层次结构详细说明--物理结构

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

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
   

04. 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

05. 磁盘层次结构详细说明--磁盘分区方法

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 ...    

02. 磁盘层次结构--磁盘分区方法

情况一: 磁盘分区实践--磁盘小于2T

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

需求: 划分2个主分区 划分2个逻辑分区
sdb1  2G
sdb2  2G
sdb5  3G
sdb6  1G    
  

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
partprobe /dev/sdb 

情况二: 磁盘分区实践--磁盘大于2T

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

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 

修改磁盘分区类型: mklabel gpt
分区方法: mkpart primary 0  2100G

第三个里程: 加载磁盘分区

partprobe /dev/sdc
  

03. 磁盘层次结构--格式化操作(创建文件系统)

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

ext3/4  centos6 
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

04. 磁盘层次结构--磁盘挂载应用

mount /dev/sdb1 /mount01
mount /dev/sdb2 /mount02    

检查确认:

[root@oldboyedu /]# df -h
/dev/sdb1      1014M   33M  982M   4% /mount01
/dev/sdb2      1014M   33M  982M   4% /mount02

如何实现开机自动挂载:

方法一: 将挂载命令放入/etc/rc.local

[root@oldboyedu /]# tail -2 /etc/rc.local 
mount /dev/sdb1 /mount01
mount /dev/sdb2 /mount02

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/etc/fstab文件中进行设置

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 ~]# tail -2 /etc/fstab
/dev/sdb1                                 /mount01                xfs     defaults        0 0
UUID=144738ff-0da3-4162-b574-40af379cbe9e /mount02                xfs     defaults        0 0

05. 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

     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:

a 删除没用的数据

b 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存储空间不足了: 出现了大量小文件      

06. 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

[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

[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 
[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

07. 磁盘知识总结

1) 掌握磁盘体系结果

2) 磁盘的内部和外部结构(磁头 磁道 扇区 柱面) 运维---存储服务

3) 磁盘分区的方法

   fdisk  划分小于2T的磁盘
   parted 划分大于2T的磁盘

4) 如何实现格式化和自动挂载 存储服务nfs

   /etc/rc.local 
   /etc/fstab 

5) 磁盘分区满的原因 No space left on device

a block占用过多了

     df -h 
     解决方式: 删除大的没用的数据
     如何找到大的文件
     find / -type f -size +500M|xargs rm
     du -sh /etc/sysconfig

b inode占用过多了

     df -i
     解决方式: 删除大量的没用的小文件

6) 如何调整swap空间大小 --- tomcat(java) 512M

   dd 
   mkswap 
   swapon/off  
  

Linux ：linux系统磁盘（fdisk、partprobe、mkfs、mount、df、sort、swap、inode、block）

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原文地址：https://www.cnblogs.com/moox/p/12219800.html