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本章介绍硬盘简介、硬盘数据存储形式、如何在企业生产服务器增加硬盘、对硬盘进行分区、初始化、挂载等。
1 计算机硬盘简介
硬盘是计算机次要存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成，碟片外笼罩有铁磁性资料，硬盘外部由磁道、柱面、扇区、磁头等部件组成，如图所示：
Linux 零碎中硬件设施相干配置文件寄存在 /dev 下，常见硬盘命名：/dev/hda、/dev/sda、/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/vda。不同硬盘接口，在零碎中辨认的设施名称不一样。
IDE 硬盘接口在 Linux 中设施名为 /dev/hda，SAS、SCSI、SATA 硬盘接口在 Linux 中设施名为 sda，高效云盘硬盘接口会辨认为 /dev/vda 等。
文件贮存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做 Sector（扇区），每个 Sector 贮存 512 字节。操作系统在读取硬盘的时候，不会一一 Sector 的去读取，这样效率非常低，为了晋升读取效率，操作系统会一次性间断读取多个 Sector，即一次性读取多个 Sector 称为一个 Block（块）。
由多个 Sector 组成的 Block 是文件存取的最小单位。Block 的大小常见的有 1KB、2KB、4KB，Block 在 Linux 中常设置为 4KB，即间断八个 Sector 组成一个 Block。
能够通过如下办法查看 Linux 分区的 Block 大小：
[root@superman-vm01 ~]# stat /boot | grep "IO Block"
Size: 4096 Blocks: 8 IO Block: 4096 directory
[root@superman-vm01 ~]# 例如创立一个一般文件，文件大小为 10Bytes，而默认设置 Block 为 4K，如果有 1 万个小文件，因为每个 Block 只能寄存一个文件，如果文件的大小比 Block 大，会申请更多的 Block，相同如果文件的大小比默认 Block 小，仍会占用一个 Block，这样残余的空间会被节约掉。
- 1 万个文件实践只占用空间大小：10000×10=100000Bytes=97.65625MBytes；
- 1 万个文件实在占用空间大小：10000x4096Bytes=40960000Bytes=40000MBytes=40GB；
- 依据企业理论需要，此时能够将 Block 设置为 1K，从而节俭更多的空间。
2 硬盘 Block 及 Inode 详解
通常而言，操作系统对于文件数据的寄存包含两个局部：文件内容、权限及文件属性。操作系统文件寄存是基于文件系统，文件系统会将文件的理论内容存储到 Block 中，而将权限与属性等信息寄存至 Inode 中。
在硬盘分区中，还有一个超级区块 (SuperBlock)，SuperBlock 会记录整个文件系统的整体信息，包含 Inode、Block 总量、应用大小、残余大小等信息，每个 inode 与 block 都有编号对应，不便 Linux 零碎疾速定位查找文件。
- Superblock：记录文件系统的整体信息，包含 inode 与 block 的总量、应用大小、残余大小，以及文件系统的格局与相干信息等；
- Inode：记录文件的属性，权限，同时会记录该文件的数据所在的 block 编号；
- Block：存储文件的内容，如果文件超过默认 Block 大小，会主动占用多个 Block。
因为每个 inode 与 block 都有编号，而每个文件都会占用一个 inode，inode 内则有文件数据搁置的 block 号码。如果可能找到文件的 inode，就能够找到该文件所搁置数据的 block 号码，从而读取该文件内容。
操作系统进行格式化分区时，操作系统主动将硬盘分成两个区域。一个是数据 Block 区，用于寄存文件数据；另一个是 Inode Table 区，用于寄存 inode 蕴含的元信息。
每个 inode 节点的大小，能够在格式化时指定，默认为 128Bytes 或 256Bytes，/boot 分区 Inode 默认为 128Bytes，其它分区默认为 256Bytes，查看 Linux 零碎 Inode 办法如下：
[root@superman-vm01 ~]# stat /boot | grep "Inode"
Device: 801h/2049d Inode: 64 Links: 5
[root@superman-vm01 ~]# 3 硬链接介绍
个别状况下，文件名和 inode 编号是一一对应的关系，每个 inode 号码对应一个文件名。但 UNIX/Linux 零碎多个文件名也能够指向同一个 inode 号码。这意味着能够用不同的文件名拜访同样的内容，对文件内容进行批改，会影响到所有文件名。但删除一个文件名，不影响另一个文件名的拜访。这种状况就被称为硬链接（hard link）。
创立硬链接的命令为：ln superman1.txt superman2.txt，其中 superman1.txt 为源文件，superman2.txt 为指标文件。如上命令源文件与指标文件的 inode 号码雷同，都指向同一个 inode。inode 信息中有一项叫做 ” 链接数 ”，记录指向该 inode 的文件名总数，这时会减少 1，变成 2，如图 7 - 3 所示：
同样删除一个 superman2.txt 文件，就会使得 superman1.txt inode 节点中的 ” 链接数 ” 减 1。如果该 inode 值减到 0，表明没有文件名指向这个 inode，零碎就会回收这个 inode 号码，以及其所对应 block 区域，如图所示：
实用小技巧：硬链接不能跨分区链接，硬链接只能对文件失效，对目录有效，也即是目录不能创立硬链接。硬链接源文件与指标文件共用一个 inode 值，从某种意义上来，节俭 inode 空间。不论是独自删除源文件还是删除指标文件，文件内容始终存在。同时链接后的文件不占用零碎多余的空间。
4 软链接介绍
除了硬链接以外，还有一种链接 - 软链接。文件 superman1.txt 和文件 superman2.txt 的 inode 号码尽管不一样，然而文件 superman2.txt 的内容是文件 superman1.txt 的门路。读取文件 superman2.txt 时，零碎会主动将访问者导向文件 superman1.txt。
无论关上哪一个文件，最终读取的都是文件 superman1.txt。这时，文件 superman2.txt 就称为文件 superman1.txt 的 ” 软链接 ”（soft link）或者 ” 符号链接（symbolic link）。
文件 superman2.txt 依赖于文件 superman1.txt 而存在，如果删除了文件 superman1.txt，关上文件 superman2.txt 就会报错：”No such file or directory”。
软链接与硬链接最大的不同是文件 superman2.txt 指向文件 superman1.txt 的文件名，而不是文件 superman1.txt 的 inode 号码，因而文件 superman1.txt 的 inode 链接数不会发生变化，如图所示：
实用小技巧：软链接能够跨分区链接，软链接反对目录同时也反对文件的链接。软链接源文件与指标文件 Inode 不雷同，从某种意义上来说，会耗费 inode 空间。不论是删除源文件还是重启零碎，该软链接还存在，然而文件内容会失落，一旦新建源同名文件名，软链接文件恢复正常。
5 Linux 下磁盘实战操作命令
企业实在场景因为硬盘长年大量读写，常常会呈现坏盘，须要更换硬盘。或者因为磁盘空间有余，需增加新硬盘，新增加的硬盘须要通过格式化、分区能力被 Linux 零碎所应用，虚拟机 CentOS 7 Linux 模仿实在服务器增加一块新硬盘，不须要关机，直接插入用硬盘即可，个别硬盘均反对热插拔性能。企业中增加新硬盘的操作流程如下：
5.1 fdisk 分区命令参数
罕用参数包含 m、n、p、e、d、w。
b 编辑 bsd disklabel；c 切换 dos 兼容性标记；d 删除一个分区；g 创立一个新的空 GPT 分区表；G 创立一个 IRIX（SGI）分区表；l 列出已知的分区类型；m 打印帮忙菜单；n 增加一个新分区；o 创立一个新空 DOS 分区表；p 打印分区表信息；q 退出而不保留更改；s 创立一个新的空的 Sun 磁盘标签；t 更改分区的零碎 ID；u 更改显示 / 输出单位；v 验证分区表；w 将分区表写入磁盘并退出；x 额定性能。5.2 检测辨认的硬盘设施
新增加硬盘被辨认为 /dev/sdb，如果有多块硬盘，会顺次辨认成 /dev/sdc、/dev/sdd 等设施名称，如图所示：
fdisk -l
5.3 创立磁盘分区
基于新硬盘 /dev/sdb 设施，创立磁盘分区 /dev/sdb1，如图所示：
fdisk /dev/sdb
5.4 创立 /dev/sdb1 分区办法
fdisk /dev/sdb，而后按 n -p-1-Enter 键 -Enter 键 -Enter 键 -w，最初执行 fdisk -l|head -10，如图（a）、图（b）所示：
（a）fdisk /dev/sdb 创立 /dev/sdb1 分区
（b) fdisk –l 查看 /dev/sdb1 分区
5.5 格式化分区
mkfs.xfs /dev/sdb1 格式化磁盘分区，如图所示：
5.6 挂载分区
/dev/sdb1 分区格式化后，应用 mount 命令挂载到 /data/ 目录，并退出 /etc/fstab 开机启动，如图所示：
# 创立 /data/ 数据目录
mkdir /data
# 挂载 /dev/sdb1 分区至 /data/ 目录
mount /dev/sdb1 /data
# 查看磁盘分区详情
df -h
# 开机主动挂载 (永恒挂载)
echo "/dev/sdb1 /data xfs defaults 0 0" >>/etc/fstab
6 基于 GPT 格局磁盘分区
MBR 分区规范决定了 MBR 只反对在 2TB 以下的硬盘，为了反对能应用大于 2T 硬盘空间，需应用 GPT 格局进行分区。创立大于 2TB 的分区，需应用 parted 工具。
在企业实在环境中，通常一台服务器有多块硬盘，整个硬盘容量可能为 10T，须要基于 GTP 格局对 10T 硬盘进行分区，操作步骤如下：
# 新建 /dev/sdb 的磁盘标签类型为 GPT
parted /dev/sdb mklabel gpt
# 将 /dev/sdb 整个空间分给同一个分区
parted /dev/sdb mkpart primary 0 100%
# 疏忽正告
ignore
# 格式化分区
mkfs.xfs /dev/sdb1
# 创立挂载目录
mkdir /data
# 长期挂载
mount /dev/sdb1 /data
# 开机主动挂载 (永恒挂载)
echo "/dev/sdb1 /data xfs defaults 0 0" >>/etc/fstab6.1 检测辨认的硬盘设施
fdisk -l
如图所示，假如 /dev/sdb 为 10T 硬盘，应用 GPT 格局来格式化磁盘：
6.2 设置分区类型为 GPT 格局
6.2.1 非交互方式
执行命令：parted -s /dev/sdb mklabel gpt 和 parted /dev/sdb mkpart primary 0 100% 如图所示：
6.2.2 交互方式
parted 命令行也能够进行分区，如图（a）、（b）、（c）所示：
parted > select /dev/sdb > mklabel gpt > mkpart primary 0 -1 > print > quit
6.3 格式化磁盘
基于 mkfs.xfs /dev/sdb 格式化磁盘，如图所示：
6.4 挂载分区
创立挂载目录并挂载：
7 Mount 命令工具
Mount 命令工具次要用于将设施或者分区挂载至 Linux 系统目录下，Linux 零碎在分区时，也是基于 mount 机制将 /dev/sda 分区挂载至系统目录，将设施与目录挂载之后，Linux 操作系统方可进行文件的存储。
7.1 Mount 命令参数详解
如下为企业中 Mount 命令罕用参数详解：
mount [-Vh]
mount -a [-fFnrsvw] [-t vfstype]
mount [-fnrsvw] [-o options [,...]] device | dir
mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir
-V：显示 mount 工具版本号；-l：显示已加载的文件系统列表；-h：显示帮忙信息并退出；-v：输入指令执行的详细信息；-n：加载没有写入文件 /etc/mtab 中的文件系统；-r：将文件系统加载为只读模式；-a：加载文件 /etc/fstab 中配置的所有文件系统；-o: 指定 mount 挂载扩大参数，常见扩大指令：rw、remount、loop 等，其中 - o 相干指令如下：-o atime：零碎会在每次读取文档时更新文档工夫；-o noatime：零碎会在每次读取文档时不更新文档工夫；-o defaults: 应用预设的选项 rw,suid,dev,exec,auto,nouser 等；-o exec 容许执行档被执行；-o user、-o nouser：使用者能够执行 mount/umount 的动作；-o remount：将已挂载的零碎分区从新以其余再次模式挂载；-o ro：只读模式挂载；-o rw：可读可写模式挂载；-o loop 应用 loop 模式，把文件当成设施挂载至系统目录。-t：指定 mount 挂载设施类型，常见类型 nfs、ntfs-3g、vfat、iso9660 等，其中 - t 相干指令如下：iso9660 光盘或光盘镜像；msdos Fat16 文件系统；vfat Fat32 文件系统；ntfs NTFS 文件系统；ntfs-3g 辨认移动硬盘格局；smbfs 挂载 Windows 文件网络共享；nfs Unix/Linux 文件网络共享。7.2 企业罕用 Mount 案例
Mount 罕用案例如下：
7.2.1 挂载 /dev/sdb1 分区至 /data/ 目录
mount /dev/sdb1 /data
7.2.2 挂载 cdrom 光盘至 /mnt 目录
mount /dev/cdrom /mnt
7.2.3 挂载 /dev/sdb1 移动硬盘至 /data 目录
mount -t ntfs-3g /dev/sdb1 /data
留神： 如果提醒未知的文件系统类型“ntfs”，请执行”yum install -y ntfs-3g“装置 ntfs-3g 软件包。
7.2.4 从新以读写模式挂载 / 零碎
mount -o remount,rw /
7.2.5 将 CentOS-7-x86_64-DVD-1810.iso 镜像文件挂载至 /mnt 目录
mount -t iso9660 -o loop CentOS-7-x86_64-DVD-1810.iso /mnt
7.2.6 将 U 盘 /dev/sdd1 挂载至 /mnt/ 目录
mount -t vfat /dev/sdb1 /mnt
7.2.7 将近程 192.168.1.182:/data 目录挂载至本地 /data 目录
mount -t nfs 192.168.1.182:/data/ /data
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