磁盘管理不显示新硬盘_动态磁盘改为基本磁盘

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Linux08：磁盘管理相关

一.磁盘简介

1.磁盘设备的命名

CentOS 7中

• IDE（并口）

• SATA（串口）——目前更适用

  • /dev/sda
  • /dev/sdb

  /dev是一个专门存放设备的目录，s代表sata就是串口，d代表disk磁盘，a代表第一块，b代表第二块…

2.磁盘的分区方式

• MBR

  MBR主引导记录，记录磁盘分配信息。

  1. 最大仅支持磁盘容量2TB，
  2. 设计时只能分配4个分区。
     （若希望超过4个分区，需要放弃一个主分区，改为扩展分区或者逻辑分区）

• GPT（新技术）

  GUID Partition Table 全局唯一标识分区表，是一个实体硬盘的结构布局的标准，分区数扩充的更多，支持的磁盘容量也可以超过2TB

二.管理磁盘

1. 磁盘分区（方式-MBR）
2. 格式化——创造文件系统Filesystem
3. 挂载——mount

1.查看磁盘

方法一：#ll /dev/sd*

notes：

• 磁盘文件的类型为b——block，颜色标记为黄色，所属用户组均为disk（系统自带的磁盘组）

• sda开头实际是同一块硬盘，后面的数字表示分区（sda一般是系统盘）

• 一般情况第一块盘也就是此处的sda，表示系统盘

  ---

方法二：#lsblk

• 主要看NAME和SIZE
• 最后一列mountpoint是指挂载点

2.创建分区

• MBR方式分区
  （可以理解为，一块硬盘是一间毛坯房，最多只能划分4个房间（四个主分区），如果要更多房间，只能将第四个房间拆除，装上很多小柜子（变成扩展分区，提供很多很多逻辑分区））

#fdisk /dev/sdb（f表示MBR分区方式）,之后按如下操作键进行下一步

n：增加新的分区
p：打印此块磁盘当前分区信息表

步骤：

1. 按n回车（新增分区）
2. p（指定此分区为主分区）
3. 回车（分区号默认，1-4）
4. 回车（起始扇区默认，从上一个结束开始）

最前面的0-2047扇区用于存放MBR（单位：以512B为1个扇区）

5. 指定分区结束点（last）——其实就是指定分区大小，三种方式

   ​ a.直接输入分区结束位置，例如124448（默认单位B）

   ​ b.输入想要的分区大小，例如+2G（注意带+号，常用）

   ​ c.直接回车，把该磁盘剩余大小都给这个分区 （一般最后一次分区就这么做）

6. 保存分区并退出：输入w回车

7. 刷新磁盘分区信息

​ #partprobe /dev/sdb

8. 查看刚刚的分区情况

• 方法一#fdisk -l /dev/sdb

• 方法二#lsblk，更直观

3.创建文件系统——格式化

通俗的讲：刚刚分好区的磁盘可以比作分好隔间的房间，格式化就是给房间装上衣柜，方便存放东西——即文件管理，而文件系统有很多，好比文件柜的品牌有很多种，此处用的是ext4
(没有进行分区的部分是不能格式化的，没有格式化的分区也不能使用)

#mkfs.ext4 /dev/sdb1——注意：这个操作会清空该磁盘分区内原有的数据

• （用#mkfs -t ext4 /dev/sdb1也可以，t-type）

• （把上面指令拆开解释就是make-file-system.extend4）
  这个extend4是文件系统第四代，是一种文件系统类型

4.挂载（临时）

挂载的意义，对于一个格式化完成的分区，也不能直接进行操作，必须把它挂载到/mnt/目录下的一个自定义目录，相当于给这个分区装一个门，然后通过此门对其进行操作，也可以理解为把这个分区链接到挂载目录

以后进行读写操作，用户会以为就是在某个目录下进行直接操作的，这样屏蔽了背后磁盘相关的内容

#mount 文件系统类型 磁盘 挂载位置

• 首先要新建一个挂载目录（磁盘分区的入口），写在/mnt下面
  #mkdir /mnt/disk1

• 进行挂载
  （什么类型，从哪里挂到哪里）
  #mount -t ext4 /dev/sdb1 /mnt/disk1

• 取消挂载
  （直接取消某磁盘名）
  #umount /dev/sdb1

note：

1. 取消挂载后，该磁盘内的文件不会丢失，但是无法查看和编辑（无法找到绝对路径）；重新挂载后即可继续使用——可以想象为u盘的插拔
2. 挂载只能一对一，一个目录只能挂载一个磁盘分区，当有新的磁盘分区挂载到这个目录时，前一个磁盘分区自动取消挂载

永久挂载需要修改配置文件——/etc/fstab

解释：

• 第一列：
  磁盘设备名或者该设备的Label或者UUID
  【blkid命令+设别名绝对路径】可以查看Lable和UUID
  uuid的优点：每个分区被格式化以后都会有一个UUID作为唯一的标识号。使用uuid挂载的话就不用担心会发生错乱的问题了。
• 第二列：挂载点
• 第三列：文件系统
• 第四列：文件系统的参数

Async/sync：设置是否为同步方式运行，默认为async
auto/noauto ：当下载mount -a 的命令时，此文件系统是否被主动挂载。默认为auto

rw/ro ：是否以以只读或者读写模式挂载

exec/noexec：限制此文件系统内是否能够进行”执行”的操作

user/nouser：是否允许用户使用mount命令挂载

suid/nosuid：是否允许SUID的存在

Usrquota：启动文件系统支持磁盘配额模式

Grpquota：启动文件系统对群组磁盘配额模式的支持

Defaults：最常用的，同时具有rw,suid,dev,exec,auto,nouser,async等默认参数的设置

• 第五列：
  能否被dump备份命令作用
  （dump是一个用来作为备份的命令。通常这个参数的值为0或者1）
  0：代表不要做dump备份
  1：代表要每天进行dump的操作
  2：代表不定日期的进行dump操作

• 第六列：
  是否检验扇区。
  开机的过程中，系统默认会以fsck检验我们系统是否为完整（clean）。
  0：不要检验
  1：最早检验（一般根目录会选择）
  2：1级别检验完成之后进行检验

一些挂载的主要事项
1、根目录是必须挂载的，而且一定要先于其他mount point被挂载。因为mount是所有目录的跟目录，其他木有都是由根目录 /衍生出来的。

2、挂载点必须是已经存在的目录。

3、若进行卸载，必须将工作目录退出挂载点（及其子目录）之外。

5.查看挂载信息

#df -hT（d-disk，f-free空闲空间，h-以合适的形式显示单位，T-type）

（未被挂载的磁盘分区是看不到的，lsblk可以看）

备注：这个sdb磁盘一共5G，已经处理了2G（分区-格式化-挂载）可以正常使用，还剩3G是不能直接用的，同样要经过上面一系列操作才能使用。

由于本虚拟机的磁盘空间给了40G，所以目前来说可用为42G。

6.扩展分区

• MBR分区方式中只能有四个主分区，如果要进行更多的分区，需要放弃一个主分区，将它设置为扩展分区。（原来选p的地方选e，e-extend）

• 扩展分区相当于一块新的磁盘

• 扩展分区的内部支持再次划分——逻辑分区

• 扩展分区本身不能存放数据（不能挂载），可以想象为扩展分区是磁盘内的一块独立小磁盘。若想要使用，必须再进行分区，而此时的分区就称为逻辑分区，然后把逻辑分区进行格式化，再挂载，才能使用

操作步骤：删除原有的4号分区，新建分区为扩展分区

• 进入磁盘sdb分区管理——#fdisk /dev/sdb
• 输入p——打印当前分区信息表
• 输入d——删除分区4
• 输入n——新增分区
• 输入e——指定为扩展分区（extend）
• 然后继续新增分区输入n——就可以创建逻辑分区5逻辑分区6…
• 然后对逻辑分区格式化，挂载

注意前四个分区一般是4个主分区或者3个主分区+1个扩展分区，或者2个主分区+1个扩展分区，反正1-4编号的分区只能是主分区+扩展分区的形式，逻辑分区编号只能从5开始

7.交换分区Swap

作用：提升内存的容量，防止OOM（out of memory），交换分区存放的是热点数据（无法人为干涉）

目的：提升硬盘速度，类似缓存区的意思

大小：推荐为内存的2倍

查看存储情况——#free -m（单位是M,默认是字节）（-h显示合适单位）

#lsblk也可查看，其中交换区可以看到是接近4G

划分新的交换分区：

• 进入一块新的硬盘#fdisk /dev/sdc
• 进行一次分区,得到sdc1
• 输入w，保存并退出

针对交换分区的格式化指令：

#mkswap /dev/sdc1

挂载指令：

#swapon /dev/sdc1（不需要指定挂到哪里，可以理解为启用）

卸载指令：

#swapoff /dev/sdc1

#free -h 查看当前存储情况

三.逻辑卷LVM

介绍一条快速写满硬盘的指令——抄写

#dd if=要抄的内容 of=抄到哪里 bs=抄多大 count=抄多少次

#dd if=/dev/zero of=/mnt/disk4/test.txt bs=1M count=1000

（zero是一个字符设备，类型为c，可以理解为它是0文件，里面全是0字符）
[c字符设备，是一些串行端口的接口设备，例如键盘、鼠标、打印机、tty终端 ]

可以另开一个终端查看磁盘容量的动态变化过程（每隔0.5秒显示一次）：

#watch -n0.5 ‘df -hT’

由于物理磁盘的空间经过分区后，是有限且固定的，不方便管理(分区数有限，容量有限)，所以引出逻辑卷（分区无限，方便扩容缩容）。

LVM是 Logical Volume Manager逻辑卷管理

• 它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，用户在无需停机的情况下可以方便地调整各个分区大小。

普通的磁盘分区管理方式在逻辑分区划分好之后就无法改变其大小，当一个逻辑分区存放不下某个文件时，这个文件因为受上层文件系统的限制，也不能跨越多个分区来存放，所以也不能同时放到别的磁盘上。

LVM可以把几块磁盘加入到一个卷组中，再从卷组中抽出空间生成一个或多个逻辑卷（相当于之前的分区），这样的逻辑卷空间是可变的，可以随时使用卷组的空闲空间。

• 当卷组空间不足，只需要加入新的磁盘到卷组就可以。

但是，用户文件可以指定存储在某一块逻辑卷中，但实际存在哪一块物理磁盘我们是无法掌控的，这由系统背后来管理。

步骤：

1. 找一块新磁盘 /dev/sdf

2. 将磁盘创建为物理卷

   #pvcreate /dev/sdf

3. 创建卷组vg1，并将物理卷sdf加入（如果有卷组直接加入就可以用了）

   #vgcreate vg1 /dev/sdf

4. 在卷组中抽调空间，制作逻辑卷lv1—— /dev/vg1/lv1（其实就是把卷组进行分区）

   #lvcreate -L 200M -n lv1 vg1

-L 200M表示大小（M或G） 
-n lv1表示卷名 
vg1表示从哪个卷组中拿空间）

5. 格式化逻辑卷lv1——创建文件系统

   #mkfs.ext4 /dev/vg1/lv1

6. 挂载lv1到指定目录

   #mkdir /mnt/lv1
   #mount /dev/vg1/lv1 /mnt/lv1

PV:物理卷Physical Volume
VG:卷组Volume Group
LV:逻辑卷Logical Volume

7. 写满后扩展逻辑卷（前提是卷组中有空间）

• 扩展逻辑卷lv1大小（从所属的卷组里拿空间就好）

  第一步，扩展

  #lvextend -L +4G /dev/vg1/lv1

  第二步，刷新逻辑卷lv1的文件系统大小，2表示to

  #resize2fs /dev/vg1/lv1

• 若卷组空间不足，先扩展卷组大小

  第一步，创建新的物理卷sdg

  #pvcreate /dev/sdg
  （通过#pvs可以查看创建情况）

  第二步，将sdg物理卷添加进卷组vg1

  #vgextend vg1 /dev/sdg（通过#vgs查看）

  第三步，再进行逻辑卷扩展

四.文件系统

1.索引型管理

以块为基本单位，每块大小默认4096字节（4KB），主要是三个部分

• 1. inode——索引（i是指index）

  一个文件占用一个inode，一个node大小为128bytes

  记录文件的元数据metadata（属性，大小，权限，主信息）

• 2. block——块，记录实际的数据

• 3. superblock——超级块

  记录block和inode的总量，未使用与已经使用的block，inode情况

目前linux系统中常用的文件系统：

• ext3——最大支持文件16TB
• ext4——最大支持文件16TB
• XFS——最大支持文件100TB

查看文件的inode号 ——#ll -i 文件名

查看磁盘的inode使用情况——#df -i

一个常见问题：

因为一个文件占用一个inode，当inode用完了，即使磁盘空间很充裕，也无法再存放或创建新文件了。

清空磁盘：#rm -rf 磁盘路径

2.文件链接

先随便创建一个文件用于练习

#echo 123 > /file1

一. 软链接（符号链接）

• Symbolic links （指令选项中有 -s）

• #ln -s 源路径 新路径

• 文件实际只有一份，其他文件指向源文件，不会过多占用内存，类似快捷方式

• 删除源文件，链接文件失效

• 软链接可以对文件和目录做

补充说明：文件颜色

天蓝: Symbolic link file 链接文件，主要是使用ln命令建立的文件

红字黑底: Broken link 无效链接

二 .硬链接（不常用）

• #ln 源路径 新路径
• 一个链接对应一个文件，所以创建硬链接会占用多份空间，修改一个其他都改，同步编辑
• 删除源文件，链接文件不受影响，对应文件的链接数会减少
• 硬链接不能对目录做
• 硬链接只能在同一个分区中做

3.RAID磁盘阵列

Redundant Array of Independent Disks——廉价磁盘冗余阵列

保证数据安全性，提升数据读取速度

• RAID 1 :

  镜像集，两块磁盘，容量50%

  特点：容错

• RAID 5：

  至少3块磁盘，磁盘大小要相同

  数据盘…数据盘…校验盘…热备盘（可无）

  前两块磁盘用于存放数据，第三块存放校验信息

  热备盘本身不存东西，它是数据盘的备胎，自动顶替坏盘

  特点：可靠

  空间利用率：（n-1）/n

• RAID 0：

  条带集，速度快，但不容错，至少需要两块盘

• 硬RAID：需要RAID卡，有自己的cpu，处理速度快，分有电池和无电池

• 软RAID：通过操作系统对应命令实现

磁盘冗余阵列的处理步骤：

1. 准备多块硬盘

   RAID 5:三块数据，一块热备（sdd,sdg,sdh,sdi），每块盘是5G大小

   

2. 将多块硬盘组合成RAID

   #mdadm -C /dev/md0 -l5 -n3 -x1 /dev/sd{d,g,h,i}

（mdadm是linux下用于创建和管理软件RAID的命令，是一个模式化命令）

选项解释：
-C /dev/md0 : 创建磁盘阵列/dev/md0，-C是create

-l5：表示level5——RAID5

-n3：表示三块数据盘（其中最后一块是校验盘）

-x1：表示一块热备盘

最后写出四块用来做磁盘阵列的可用磁盘，可以分开写

3. 格式化，挂载

#mkfs.ext4 /dev/md0
#mkdir /mnt/raid5
#mount /dev/md0 /mnt/raid5

4. 查看RAID信息

#df -hT

四块盘20G，其中一块做校验盘，一块做热备盘，所以实际能用只有两块数据盘，大小为10G

#mdadm -D /dev/md0——查看该阵列的详细信息

-D：detail

验证磁盘阵列的热备功能：

用mdadm指令强制移除磁盘阵列中的某一块数据盘，可以看到热备盘进行顶替

• 先在磁盘阵列md0的挂载目录/mnt/raid5中随便写入一个文件

• 新开一个终端查看磁盘阵列的最后十行变化

#watch -n0.5 ‘mdadm -D /dev/md0 |tail -10’

• 强制移除sdd

#mdadm /dev/md0 -f /dev/sdd -r /dev/sdd

（-f强制，-r移除）

• 查看文件是否还存在，以及内容是否有损坏