Linux的存储结构与磁盘划分

Linux系统遵循的一个原则就是”一切操作皆文件”.所以在Linux系统中，目录、字符设备、块设备、套接字、打印机等都被抽象成了文件。
常见的硬件设备及其文件名称

硬件设备	文件名称
IDE设备	/dev/hd[a-d]
SCSI/SATA/U盘	/dev/sd[a-p]
软驱	/dev/fd[0-1]
打印机	/dev/lp[0-15]
光驱	/dev/cdrom
鼠标	/dev/mouse
磁带机	/dev/st0或/dev/ht0

现在一般硬件设备都以“/dev/sd”开头。由于一台主机上可以有多块硬盘，因此系统采用a~p来代表16块不同的硬盘(默认从a开始分配)。
而硬盘的分区编号的规则是：

1.主分区或扩展分区的编号从1开始，到4结束。
2.逻辑分区从编号5开始。

下面分析一下”/dev/sda5 “这个设备文件名称都包含了哪些信息？

/dev : 保存了硬件设备文件的目录
sd : 存储设备
a : 系统中同类接口中第一个被识别到的设备
5 : 分区中编号为5的一个逻辑分区

所以，总体而言，“ /dev/sda5 ” 就表示系统中第一块被识别到的硬件设备中分区编号为5的逻辑分区的设备文件。
在创建磁盘分区时，用户一般会采用使用3个主分区加1个扩展分区的方法，然后在扩展分区中创建出数个逻辑分区，从而满足多分区的需求。
为什么一定是3个主分区呢？因为主分区是不能超过4个的。
然后我们可以通过下面的图例来看一下硬盘分区的规划。

我们在使用Linux的过程中，有时候会遇到需要挂载，我们都知道需要用到mount命令，但是什么是挂载?什么时候需要挂载?
挂载:当你需要使用硬盘设备或分区中的数据时候，需要先将其与一个已存在的目录文件进行关联，而此关联的过程就是挂载。根文件系统之外的其他文件要想能够被访问，都必须通过“关联”至根文件系统上的某个目录来实现，此关联操作即为“挂载”，此目录即为“挂载点”,解除此关联关系的过程称之为“卸载”。
mount命令用于挂载文件系统，格式：mount 文件挂载目录
eg:

1	mount /dev/sdb2 /newfs

挂载点：mount_point，用于作为另一个文件系统的访问入口。作为挂载点应该具备以下条件:

1.事先存在
2.应该使用未被或不会被其它进程使用到的目录
3.挂载点下原有的文件将会被隐藏

我们可以用fdisk命令来管理硬盘设备。
终端下输入

lengyue@ubuntu:~$ sudo fdisk -l
Disk /dev/sda: 20 GiB, 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
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x25f0794b

设备       启动    Start   末尾   扇区  Size Id 类型
/dev/sda1  *        2048 39845887 39843840   19G 83 Linux
/dev/sda2       39847934 41940991  2093058 1022M  5 扩展
/dev/sda5       39847936 41940991  2093056 1022M 82 Linux 交换 / Solaris

当然此命令也是需要有管理员权限才能使用的。

fdisk命令的参数:

m : 获取帮助信息

n : 添加新的分区

p : 查看分区信息

w : 保存并退出

q : 不保存直接退出

d : 删除某个分区信息

l : 列出所有可用的分区类型

t : 改变某个分区的类型

先使用df -h选项来查看一下挂载状态和硬盘使用量信息。

我们使用fdisk命令来管理/dev/sda硬盘设备。
下面通过虚拟机进行添加硬盘设备模拟,我以个人的Ubuntu16.04(LTS)为例进行操作。
首先关闭虚拟机中的系统,点击”编辑虚拟机设置”。

然后点击”添加”，点击”下一步”。

虚拟磁盘类型选择默认的SCSI(S)类型，然后点击”下一步”。

点击”创建新虚拟磁盘(V)”,然后继续”下一步”。

指定磁盘容量，你可以为其自定义容量。

再次点击”下一步”后，即可看到新添加的硬盘。

依照刚才说过的命名原则，刚才新增加硬盘将会被识别为/dev/sdb
可以查看是否和我说的一样。

1	lengyue@ubuntu:~$ ls -l /dev/sdb

然后我们利用fdisk命令来管理硬盘设备，对刚添加的硬盘进行分区。输入参数”p”来查看一下当前硬盘设备内已有的分区信息。

1	lengyue@ubuntu:~$ sudo fdisk /dev/sdb

输入参数”n”开始添加新的分区。
接着按照图示信息进行操作即可。

从图中我们可以了解到已经成功创建了一个分区。
然后利用file命令来查看一下该分区的信息。

1	lengyue@ubuntu:~$ file /dev/sdb1

这个时候我们需要先格式化硬盘,一块未经使用的硬盘，一定要先格式化，否则Linux系统是不知道怎么在其上写入数据的。
如果你不格式化，在挂载时候你会得到如下的报错信息。

lengyue@ubuntu:~$ sudo mount /dev/sdb1 /newfs/
mount: wrong fs type, bad option, bad superblock on /dev/sdb1,
       missing codepage or helper program, or other error

       In some cases useful info is found in syslog - try
       dmesg | tail or so.

当然你需要先安装xfsprogs工具才能对硬盘进行格式化。

1	lengyue@ubuntu:~$ sudo apt install xfsprogs

开始格式化硬盘。

1	lengyue@ubuntu:~$ sudo mkfs.xfs /dev/sdb1

创建一个挂载点

1	lengyue@ubuntu:~$ sudo mkdir /newfs

然后开始进行挂载

1	lengyue@ubuntu:~$ sudo mount /dev/sdb2 /newfs

查看一下是否成功挂载。

1	lengyue@ubuntu:~$ df -h

看到如图所示的信息，就已经表明你已成功挂载了。
运行上述命令后，即可立即使用已经挂载好的分区，但是系统重启后挂载就会失效，所以我们需要在每次开机后再次挂载一次。但是这样是十分麻烦的。我们可以通过修改配置文件来进行用永久性的挂载，而不必为重启失效而担心。
下面就演示一下如何通过修改

1 2	``` lengyue@ubuntu:~$ sudo gedit /etc/fstab

接下来，添加交换分区。
SWAP(交换)分区是一种通过在硬盘中预先划分一定的空间，然后将把内存中暂时不常用的数据临时存放到硬盘中，以便腾出物理内存空间让更活跃的程序服务来使用的技术，其目的是解决真实物理内存不足的问题。
交换分区的添加过程和和刚才的挂载管理硬件设备的过程是一样的。我只截图，就不给出命令了。

使用mkswap命令对新建的主分区进行格式化操作。

1	lengyue@ubuntu:~$ sudo mkswap /dev/sdb2

我们先使用free命令来查看一下目前交换分区的情况。

1	lengyue@ubuntu:~$ free -m

然后开始挂载，将刚才创建的SWAP分区挂载到系统中。

1	lengyue@ubuntu:~$ sudo swapon /dev/sdb2

为了使新的交换分区设备在重启后依然生效，我们还是可以通过修改 /etc/fstab 配置文件，修改过程和修改方法和刚才的一样，把以下信息复制进最后一行即可，注意上下对齐。

1	/dev/sdb2 swap swap defaults 0 0

好了，基本就是这些了，如果哪里不懂，可以联系我讨论。

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本文作者：冰羽
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