Linux基础篇——Linux磁盘操作（磁盘基础知识、分类、分区、挂载、卸载、扩容）详解「建议收藏」

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

1. 概 念

图1.1 分区的概念

  假如你有个大木桶要装东西，如果木桶没有划分层，所有东西全部放入里面，虽然可以装，但是对大木桶的使用就合不合理，造成杂乱无章，寻找东西时候也耗时，甚至还有不同物品之间不能存放在一起而导致危险，那更好的做法自然是给大木桶画一下不同的区域，分成不同的层，每个层放不同的东西，即安全，寻找起来也方便；

  计算机的磁盘（也叫硬盘）也是如此，为了区分存储内容的不同，以及快速定位寻址文件，也需要采取分区的形式；

2. 为啥要分区

  不论磁盘的分区还是数据库表的分区以及其它的分区，核心思想和分区的目的基本都一致，可以概括以下两点原因；

• 数据的安全性隔离：因为每个分区是独立分开的，所以当你需要重现格式化或数据重新填充分区A时，分区B并不会受影响，这就是为啥你Windows重装系统的话，一般只是C盘重新载入新系统数据，而其他的D，E，F盘并不会受影响；

• 系统的效率考虑：加快数据寻址的效率，当你只有一块分区时，找数据文件a你得重头找到尾部，但是当你分区了，操作系统会记录文件的绝对路径，你就可以直接从某个分区下去找，大大提升了速度和效率；

3. 磁盘的结构

图3.1 磁盘的整个组成


  如图3.1，磁盘的主要组成有：主轴（含承轴及马达），磁盘盘（可能有多个盘），磁头，磁头臂等； 主轴（含承轴及马达）负责让磁盘盘转起来，磁头负责读取数据，磁头臂负责将磁头接触到磁盘盘，当不读取数据时负责将磁头停在磁头停泊区；

  磁盘盘结构比较特殊，拿其中一块出来讲解，如图3.2；磁盘盘主要有：磁道，簇，扇面，扇区组成；一般的磁盘设计是磁头沿着磁道由外圈顺时针一直读取到内圈；将每个同心圆切割成一个个小小块，称为扇区,是磁盘最小的存储单位！，同心圆的扇区一起组成扇面，而第一个扇面又显得重要些，它记录了整个磁盘的重要信息；

3.2 磁盘盘组成示意图
  刚刚说到，一般的磁盘不止一块磁盘盘，往往有多个，结构如图3.3；为了加快读写速度，也就会有多个磁头（读写头），磁头臂；同时多个磁盘盘的同一个磁道称为磁柱；

3.3 多块磁盘盘组成示意图

4. 磁盘的分类

4.1 IDE硬盘

  目前（20210516）基本已经淘汰,做个大概了解，IDE即Integrated Drive Electronics，它的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，IDE是表示硬盘的传输接口。我们常说的IDE接口，也叫ATA（Advanced Technology Attachment）、PATA接口，现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的，只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。

图4.1 IDE硬盘

4.2 SCSI硬盘

  SCSI 硬盘即采用 SCSI 接口的硬盘。它由于性能好、稳定性高，因此在服务器上得到广泛应用。同时其价格也不菲，正因它的价格昂贵，所以在普通PC上很少见到它的踪迹。SCSI 硬盘使用 50 针接口;

图4.2 SCSI硬盘

4.3 SATA硬盘

  SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘，Serial ATA 采用串行连接方式，串行 ATA 总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点

图4.3 SATA硬盘

4.4 固态硬盘

  固态硬盘(Solid State Disk)，一般称之为 SSD 硬盘，固态硬盘是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。其主要特点是没有传统硬盘的机械结构，读写速度非常快；其实，严格上来说固态硬盘不能算磁盘，因为他靠的存储技术是内存和闪存，而且并没有传统磁盘的组成结构，但是由于大家都叫习惯了，就采用了统一的命名；

图4.4 固态硬盘

5. 磁盘分区命名规则

  由于磁盘驱动的不同，磁盘可以分为IDE磁盘和SCSI硬盘，IDE硬盘基本已过时（对Linux服务器而言），而之前谈到的SATA、USB、SAS等硬盘的接口都是SCSI硬盘，所以这些都统称为SCSI硬盘，是目前Linux服务器的主流，在 Linux 系统中磁盘设备文件的命名规则为：
   主设备号 + 次设备号 + 磁盘分区号
  而Linux万物皆文件的个性，硬盘自然是映射再/dev/目录下，IDE硬盘为/dev/hdx~,SCSI硬盘为/dev/sdx~;

• IDE硬盘 hdx~：hd表明为设备类型，这里指IDE硬盘，x为盘号，值可以为a（基本盘），b（基本从属盘），c（辅助主盘），d（辅助从属盘）；~代表分区，前四个分区1-4表示，他们是主分区或者扩展分区，从5开始就是逻辑分区；例如：第一块盘hda，第二块盘hdb…第一块盘的第一个分区hda1，第二个分区hda2…
• SCSI硬盘 sdx~：sd表明为设备类型，这里指SCSI硬盘，x为盘号，值可以为a（基本盘），b（基本从属盘），c（辅助主盘），d（辅助从属盘）；~代表分区，前四个分区1-4表示，他们是主分区或者扩展分区，从5开始就是逻辑分区；例如：第一块盘sda，第二块盘sdb… 第一块盘的第一个分区sda1，第二个分区sda2…

  考虑到常用性，以下内容就以SCSI硬盘为主来讲；

刚刚讲到的x,那系统是怎么识别sda,sdb,sdc即磁盘1，磁盘2，磁盘3的呢？如在你的PC上，有两个SATA磁盘个一个USB磁盘，而这两个SATA磁盘分别放在SATA1和SATA5插槽上，USB磁盘则在USB接口上，那这三块磁盘的顺序是什么呢？
其实，磁盘的顺序是靠侦测到的顺序来标识的；

1. SATA1插槽上的为：/dev/sda
2. SATA2插槽上的为：/dev/sdb
3. USB（开机完成才能被系统捕捉到）：/dev/sdc

6. 磁盘分区类型及原理

6.1 MBR（Master Boot Record）分区格式

  早期磁盘第一个扇区（521bytes）里面包含重要的信息MBR（Master Boot Record），其中446 bytes，安装开机管理程序的地方；剩下的64bytes记录硬盘分区的数据，即分区表，大概示意图如图6.1；

图6.1 MBR分区的示意图

  以下的四个分区我们并不能区分是主分区还是扩展分区，两种都有可能；

• P1：/dev/sda1
• P2：/dev/sda2
• P3：/dev/sda3
• P4：/dev/sda4

  既然第一个扇区的分区表只能记录四个分区的数据，那自然就想到用额外的扇区来 记录分区信息，这就是扩展分区的由来，如图6.2，分区情况应该为；

图6.2 MBR分区扩展分区示意图


  以上的分区情况为如下，为啥缺少了
/dev/sda3、
/dev/sda4呢，原因就是前面四个号都是预留给主分区和逻辑分区的；

• P1：/dev/sda1 (主分区)
• P2：/dev/sda2（扩展分区）
• P3：/dev/sda5（逻辑分区）
• P4：/dev/sda6（逻辑分区）
• P5：/dev/sda7（逻辑分区）
• P6：/dev/sda8（逻辑分区）
• P7：/dev/sda9（逻辑分区）

  主分区、扩展分区、逻辑分区的总结内容如下；

1. 主分区( primary)P

  1)系统中必须要存在的分区,系统盘选择主分区安装

  2)数字编号只能是1-4.sda1、sda2、sda3、sda4

  3)主分区最多四个,最少一个。

  4)能被单独格式化

2. 扩展分区( extend)E

  1)相当于一个独立的小磁盘。独立的分区表,不能独立存在。

  2)有独立的分区表。

  3)不能独立存在,即不能直接存放数据

  4)必须在扩展分区上建立逻辑分区才能存放数据

  5)占用主分区的编号(主分区+扩展分区)之和最多4个

  6)不能被格式化

3. 逻辑分区(1ogic)L

  1)数字编号只能是从5开始

  2)存放于扩展分区之上

  3)存放任意普通数据

  4)能被单独格式化

  5)两个独立的逻辑分区可以支持合并成一个新的逻辑分区

4. 磁盘分区方式

  1)1~4个主分区

  2)扩展分区至多能有一个，且 2 ≤ 扩展分区+主分区≤ 4

学习以上内容后，聊聊分区策略，举例如下；
博主有一块硬盘，如果我想要得到6个分区，用MBR分区格式该怎么分配；
首先主分区，扩展分区只能有4个，不够呀，那就需要用到扩展分区，可以分配为，P+P+P+E（E内包含3个逻辑分区L）即，P+P+P+E(L+L+L)；当然也可以P+E(L+L+L+L+L) ,可以根据个人想法来实现即可

   MBR分区的原理清晰后，其不足的地方也暴露的无疑，因为分区表的容量16bytes有限，始终存在以下不足；

• 操作系统无法抓取2.2T以上的磁盘容量,个人PC可能目前来说够，但是服务器已经无法满足了；
• MBR仅有一块分区表，无法实现高可用，一旦被损坏，很难再救援恢复；
• MBR内存放的开机管理程序也只有446bytes，也是无法容纳更多的开机程序代码的；

   你的不努力或者局限，自然就有新星的出现，于是GPT就出现了；

6.2 GPT（GUID Partition Table）分区格式

   GPT将磁盘划分为一块块的逻辑区块地址（Logical Block Address，简称LBA） 来处理，每个LBA预设计为512bytes，即一个扇区的大小；同时改进MBR之用一块扇区来标识分区表的弊端，GPT使用了前后各34个LBA来标识分区表信息（最后的34各区可以理解为备份，达到高可用），如图6.3；
LBA的标识是从0开始的，LBA0-34共35块，这里分别阐述下其含义；

• LBA0 :包含两部分，一部分是类似MBR的446bytes,存储开机管理程序，第二部分则是存储一个特殊的标记，标识该磁盘为GPT格式，而看不懂GPT分区的程序则无法操作该磁盘，起到保护作用，放心，目前基本的管理程序都能识别GPT格式，所以该LBA块实际上与分区信息并无直接关联，这就是为啥不算入34LBA的原因；
• LBA1 :GPT的表头，记录分区本身的位置与大小，同时记录分区在备份中最后34个LBA中的位置，方便恢复；
• LBA2-34:共32块LBA，每块LBA记录4笔分区表，共支持4*23=128笔分区；而每个LBA默认为512bytes，则每笔记录用到512/4=128bytes,每笔记录拿出64bytes来记录开始、结束的扇区号码，因此对一个单一分区槽而言，支持的最大容量为$$2^{64}\ast 512bytes=2^{63}\ast 1Kbytes=2^{33}TB=8ZB$$
  注：
  $$1ZB=2^{30}TB$$

6.3 GPT分区示意图

  因此基本上GPT弥补了MBR的不足，但是GPT只是分区格式方法不同哈，以SCSI硬盘为例，磁盘的命名规则并没有大改；仍然是第一块盘sda，第二块盘sdb… 第一块盘的第一个分区sda1，第二个分区sda2等，但是GPR去除了扩展分区的概念，直接分区为主分区和逻辑分区；
   以上就是分区的理论支持，接下来进入分区实操环节；

7. 磁盘分区实操

7.1 给虚拟机添加一块磁盘

  这里就采用虚拟机来模拟添加磁盘，博主用的虚拟机是VMware，操作如下；

1. 因为是添加硬件，需要先关闭虚拟机。点击关机。如图7.1；

图7.1 关闭虚拟机

2. 然后选中虚拟机，鼠标右键，点击设置,如图7.2；
   

图7.2 点击设置

3. 跳转图7.3，选择硬盘,点击下一步;

图7.3 添加硬盘

4. 跳转图7.4，选择SCSI(S),点击下一步;

图7.4 选择SCSI硬盘

5. 跳转图7.5，设置硬盘的大小，这里为了说明问题，博主就选默认的20G,点击下一步;
   

图7.5 选择硬盘大小

6. 跳转图7.6，选择创建新虚拟磁盘(V),点击下一步;
   

图7.6 选择创建新虚拟磁盘

7. 跳转图7.7，给磁盘文件命名，这个没关系，博主采用默认的,点击完成;

图7.7 给磁盘文件命名

8. 跳转图7.8，点击确定完成硬盘的增加，然后记得开机；
   
   
   图7.5 选择硬盘大小
   

7.2 MBR方式分区实操

  开机后利用指令lsblk(老师不离开)，可以看到磁盘sdb就是刚刚添加的磁盘,无分区情况；sda就是之前安装虚拟机设置的磁盘,有两个分区sda1和sda2；

[hadoop@node2 ~]$ lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   60G  0 disk
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   59G  0 part
  ├─centos-root 253:0    0 38.3G  0 lvm  /
  ├─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
  └─centos-home 253:2    0 18.7G  0 lvm  /home
sdb               8:16   0   20G  0 disk
sr0              11:0    1  4.4G  0 rom

# 也可以用fdisk来查看磁盘
[root@node2 /]# fdisk -l

磁盘 /dev/sda：64.4 GB, 64424509440 字节，125829120 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x0001d6b8

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     2099199     1048576   83  Linux
/dev/sda2         2099200   125829119    61864960   8e  Linux LVM

磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节


磁盘 /dev/mapper/centos-root：41.1 GB, 41120956416 字节，80314368 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节


磁盘 /dev/mapper/centos-swap：2147 MB, 2147483648 字节，4194304 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节


磁盘 /dev/mapper/centos-home：20.1 GB, 20073938944 字节，39206912 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节

  接下来开始采用MBR的方式进行分区，用到指令fdisk;

要求：给20G的新磁盘分区，要求为P(5G)+P(5G)+L(5G)+L(5G);
即，两个主分区，每个5G，两个逻辑分区，每个5G,之前说过逻辑分区不能单独存在，必须搭载扩展分区，所以实际情况应该是两个主分区，每个5G，一个扩展分区10G，扩展分区里面两个逻辑分区，每个5G

  操作如下；

# fdisk /dev/sdb指令进入分区操作的交互命令行

[root@node2 hadoop]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。

Device does not contain a recognized partition table
使用磁盘标识符 0xcc9206a3 创建新的 DOS 磁盘标签。

命令(输入 m 获取帮助)：

# 输入m活的操作提示
命令操作
   a   toggle a bootable flag
   b   edit bsd disklabel
   c   toggle the dos compatibility flag
   d   delete a partition
   g   create a new empty GPT partition table
   G   create an IRIX (SGI) partition table
   l   list known partition types
   m   print this menu
   n   add a new partition
   o   create a new empty DOS partition table
   p   print the partition table
   q   quit without saving changes
   s   create a new empty Sun disklabel
   t   change a partition's system id
   u   change display/entry units
   v   verify the partition table
   w   write table to disk and exit
   x   extra functionality (experts only)

# 根据提示输入n add a new partition

命令(输入 m 获取帮助)：n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
# 这里p是主分区，e为拓展分区，先来个主分区，选择p

Select (default p): p
分区号 (1-4，默认 1)：1
# 这里跳转到选择分区号，之前理论讲过MBR只能有四个主或扩展分区，因为是新的分区，这里选择1即可；
起始 扇区 (2048-41943039，默认为 2048)：
将使用默认值 2048
# 这里选择起始的扇区，选择默认的即可

Last 扇区, +扇区 or +size{ 
   K,M,G} (2048-41943039，默认为 41943039)：+5G
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 5 GiB
# 这里选择结束的扇区，如果你选择默认的，那么就是将整块磁盘给到一个分区，
# 这里磁盘有20G，我们可以来个5G的，选择+5G，就是给第一个分区5G空间

# 这里还没完，还需要写入w，则完成分区1分区；
命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。

# 完成同步后会自动退出，再次使用lsblk指令查看，发现已经多了sdb1
[root@node2 hadoop]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   60G  0 disk
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   59G  0 part
  ├─centos-root 253:0    0 38.3G  0 lvm  /
  ├─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
  └─centos-home 253:2    0 18.7G  0 lvm  /home
sdb               8:16   0   20G  0 disk
└─sdb1            8:17   0    5G  0 part
sr0              11:0    1  4.4G  0 rom

# 再来创建第二个主分区
[root@node2 hadoop]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。


命令(输入 m 获取帮助)：n
Partition type:
   p   primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
   e   extended
   
# 选择p表示创建第二个主分区
Select (default p): p

# 这里自动选择序号2，因为1已经被第一个主分区占用
分区号 (2-4，默认 2)：2

# 其实位置选择默认即可
起始 扇区 (10487808-41943039，默认为 10487808)：
将使用默认值 10487808

# 结束扇区依然选择5G
Last 扇区, +扇区 or +size{ 
   K,M,G} (10487808-41943039，默认为 41943039)：+5G
分区 2 已设置为 Linux 类型，大小设为 5 GiB

# w指令保存磁盘修改
命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。

# lsblk指令得到第二块主分区sbd2
[root@node2 hadoop]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   60G  0 disk
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   59G  0 part
  ├─centos-root 253:0    0 38.3G  0 lvm  /
  ├─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
  └─centos-home 253:2    0 18.7G  0 lvm  /home
sdb               8:16   0   20G  0 disk
├─sdb1            8:17   0    5G  0 part
└─sdb2            8:18   0    5G  0 part
sr0              11:0    1  4.4G  0 rom

# 接下来是创建拓展分区和逻辑分区

[root@node2 hadoop]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。


命令(输入 m 获取帮助)：n
Partition type:
   p   primary (2 primary, 0 extended, 2 free)
   e   extended

# 选择e表示拓展分区，编号可以选择默认的3
Select (default p): e
分区号 (3,4，默认 3)：3

# 起始扇区选择默认的位置
起始 扇区 (20973568-41943039，默认为 20973568)：
将使用默认值 20973568

# 剩下的所有磁盘分给这个拓展分区
Last 扇区, +扇区 or +size{ 
   K,M,G} (20973568-41943039，默认为 41943039)：
将使用默认值 41943039
分区 3 已设置为 Extended 类型，大小设为 10 GiB

# 记得写入w保存磁盘更改

命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。

# 之前理论说过，扩展分区是不能单独存在的，必须要有逻辑分区在里面，接下来再来两次，创建逻辑分区

[root@node2 hadoop]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。


命令(输入 m 获取帮助)：n

# 这里你会发现，多了个l（logic） 的选项，即逻辑分区的意思，这里记得选l
Partition type:
   p   primary (2 primary, 1 extended, 1 free)
   l   logical (numbered from 5)
Select (default p): l
添加逻辑分区 5

# 选择默认的起始扇区
起始 扇区 (20975616-41943039，默认为 20975616)：
将使用默认值 20975616

# 第一个逻辑分区为5G
Last 扇区, +扇区 or +size{ 
   K,M,G} (20975616-41943039，默认为 41943039)：+5G
# 默认逻辑分区从编号5开始，因为1-4要预留给到主分区和扩展分区
分区 5 已设置为 Linux 类型，大小设为 5 GiB

# 记得保存磁盘更改，写入w；
命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。

# 再来一次，创建 第二块逻辑分区
[root@node2 hadoop]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。


命令(输入 m 获取帮助)：n
Partition type:
   p   primary (2 primary, 1 extended, 1 free)
   l   logical (numbered from 5)
Select (default p): l
添加逻辑分区 6
起始 扇区 (31463424-41943039，默认为 31463424)：
将使用默认值 31463424

# 使用默认的结束扇区，即将剩下的扩展分区的空间全部给到第二个逻辑分区
Last 扇区, +扇区 or +size{ 
   K,M,G} (31463424-41943039，默认为 41943039)：
将使用默认值 41943039
分区 6 已设置为 Linux 类型，大小设为 5 GiB

命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。

# 到此，主分区，扩展分区，逻辑分区的分区操作就算完了；切忌使用前还需要进行格式化，
# 格式化的操作再下个小结挂载的时候再细讲

# 使用lsblk查看刚刚的主分区，扩展分区，逻辑分区的分区操作的结果，
# 发现完全符合之前MBR分区的理论和我们的预期
[root@node2 hadoop]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   60G  0 disk
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   59G  0 part
  ├─centos-root 253:0    0 38.3G  0 lvm  /
  ├─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
  └─centos-home 253:2    0 18.7G  0 lvm  /home
sdb               8:16   0   20G  0 disk
├─sdb1            8:17   0    5G  0 part
├─sdb2            8:18   0    5G  0 part
├─sdb3            8:19   0    1K  0 part
├─sdb5            8:21   0    5G  0 part
└─sdb6            8:22   0    5G  0 part
sr0              11:0    1  4.4G  0 rom


# 其他重要指令
# 发现分区操作失误，可以d删除指令
 d   delete a partition

7.2 GPT分区实操（大于2T的磁盘分区方法，小于也能用）

  之前说过MBR分区格式，即对应的fdisk操作有局限就是大于2T的磁盘无法使用该理论和方法，那个人PC可能觉得2T完全满足，但是服务器2T肯定是不足的，因此学习下GPT的分区方法也是很有必要的，使用的指令为parted,博主比较穷，私人是没有2T的硬盘的，这里就用一个20G的来模拟,实现以下要求；

要求：给20G的新磁盘分区，要求为P(5G)+P(5G)+L(5G)+L(5G);
即，两个主分区，每个5G，两个逻辑分区，每个5G,之前说过逻辑分区不能单独存在，必须搭载扩展分区，所以实际情况应该是两个主分区，每个5G，一个扩展分区10G，扩展分区里面两个逻辑分区，每个5G

  操作如下；

# 使用lsblk查看刚刚新增的磁盘sdc

[root@node2 hadoop]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   60G  0 disk
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   59G  0 part
  ├─centos-root 253:0    0 38.3G  0 lvm  /
  ├─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
  └─centos-home 253:2    0 18.7G  0 lvm  /home
sdb               8:16   0   20G  0 disk
├─sdb1            8:17   0    5G  0 part
├─sdb2            8:18   0    5G  0 part
├─sdb3            8:19   0    1K  0 part
├─sdb5            8:21   0    5G  0 part
└─sdb6            8:22   0    5G  0 part
sdc               8:32   0   20G  0 disk
sr0              11:0    1  4.4G  0 rom

# 进行parted分区
# 使用parted /dev/sdc进入交互的parted命令行

[root@node2 hadoop]# parted /dev/sdc
GNU Parted 3.1
使用 /dev/sdc
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted)

# 输入p查看当前分区，发现为0个分区
(parted) p
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdc: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number  Start  End  Size  File system  Name  标志

# 将MBR磁盘格式化为GPT
(parted) mklabel gpt

# 创建第一个主分区
(parted) mkpart primary 0 5G
警告: The resulting partition is not properly aligned for best performance.
忽略/Ignore/放弃/Cancel? Ignore

# 查看当前磁盘分区情况，发现第一个主分区成功
(parted) p
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdc: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system  Name     标志
 1      17.4kB  5000MB  5000MB               primary

# 创建第二个主分区
(parted) mkpart primary 5G 10G

# 输入p查看第二个主分区
(parted) p
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdc: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system  Name     标志
 1      17.4kB  5000MB  5000MB               primary
 2      5001MB  10.0GB  5000MB               primary

# 创建第三个逻辑分区，理论篇说过GPT分区，逻辑分区不需要以扩展分区为载体，所以这里没有扩展分区
(parted) mkpart logic 10G 15G

# 输入p查看第一个个逻辑分区
(parted) p
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdc: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system  Name     标志
 1      17.4kB  5000MB  5000MB               primary
 2      5001MB  10.0GB  5000MB               primary
 3      10.0GB  15.0GB  5000MB               logic

# 创建第2个逻辑分区
(parted) mkpart logic 15G 20G

# 输入p查看当前分区
(parted) p
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdc: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system  Name     标志
 1      17.4kB  5000MB  5000MB               primary
 2      5001MB  10.0GB  5000MB               primary
 3      10.0GB  15.0GB  5000MB               logic
 4      15.0GB  20.0GB  5000MB               logic

# 也可以使用print查看当前分区
(parted) print
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdc: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system  Name     标志
 1      17.4kB  5000MB  5000MB               primary
 2      5001MB  10.0GB  5000MB               primary
 3      10.0GB  15.0GB  5000MB               logic
 4      15.0GB  20.0GB  5000MB               logic

# 退出parted交互命令行
(parted) quit
信息: You may need to update /etc/fstab.

# 利用lsblk查看刚刚的gpt分区
[root@node2 hadoop]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   60G  0 disk
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   59G  0 part
  ├─centos-root 253:0    0 38.3G  0 lvm  /
  ├─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
  └─centos-home 253:2    0 18.7G  0 lvm  /home
sdb               8:16   0   20G  0 disk
├─sdb1            8:17   0    5G  0 part
├─sdb2            8:18   0    5G  0 part
├─sdb3            8:19   0    1K  0 part
├─sdb5            8:21   0    5G  0 part
└─sdb6            8:22   0    5G  0 part
sdc               8:32   0   20G  0 disk
├─sdc1            8:33   0  4.7G  0 part
├─sdc2            8:34   0  4.7G  0 part
├─sdc3            8:35   0  4.7G  0 part
└─sdc4            8:36   0  4.7G  0 part
sr0              11:0    1  4.4G  0 rom

# parted分区指令的其他命令


# 划分所有空间到一个分区
(parted) mkpart primary 0-1

# 如果要反过来.将GPT磁盘转化为MBR磁盘
(parted) mklable msdos

8. 磁盘的格式化、手动挂载、自动挂载、卸载

8.1 文件系统的类型

  Linux：存在几十个文件系统类型：ext2，ext3，ext4，xfs，brtfs等，不同文件系统采用不同的方法来管理磁盘空间，各有优劣；文件系统是具体到分区的，所以格式化针对的是分区，分区格式化是指采用指定的文件系统类型对分区空间进行登记、索引并建立相应的管理表格的过程。

• ext2具有极快的速度和极小的CPU占用率，可用于硬盘和移动存储设备
• ext3增加日志功能，可回溯追踪
• ext4日志式文件系统，支持1EB（1024*1024TB），最大单文件16TB，支持连续写入可减少文件碎片。rhel6默认文件系统
• xfs可以管理500T的硬盘。rhel7默认文件系统
• brtfs文件系统针对固态盘做优化；

8.2 格式化、手动挂载、自动挂载、卸载实操

  怎么多怎么记呢，其实很简单， ext一代比一代强，目前要用当然是 ext4， xfs又是更强的文件系统，CentOS7默认的文件系统，如果你的系统支持，优选xfs，再是ext4吧，当然如果是固态硬盘，可以考虑brtfs；
  磁盘的格式化，是精确到每个分区的；磁盘分区在使用前，必须先格式化以下，然后具体怎么用呢；具体步骤如下；

1. 格式化磁盘分区
2. 将磁盘分区挂载到一个文件夹下，其实可以理解为将文件夹映射到该分区下，当有文件存入该文件夹，则实际就存入了该磁盘的分区；
3. 挂载分为手动挂载和自动挂载，手动挂载，则开启重启后会失效，自动挂载则在开机的时候给你挂好，让使用者无感；
4. 有时候不需要该分区，则需要先卸载该分区对应的文件夹，再删除分区，则为卸载操作；

  下面进入实操环节；

# 在根目录下新建一个myfile目录作为挂载的目录
cd /
mkdir file

# 格式化sdc2分区，选用文件系统问目前最优的xfs
# 注意，/dev/sdc2一定要带上2，一定要带上2，一定要带上2
# 不带上什么意思，就是格式化整个磁盘，结果就是你之前做的sdc的分区全部白费了
mkfs.xfs /dev/sdc2

# 手动挂载
[root@node2 /]# mount /dev/sdc2 file/

# 查看挂载情况，发现sdc2后面已经挂在了/file
[root@node2 /]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   60G  0 disk
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   59G  0 part
  ├─centos-root 253:0    0 38.3G  0 lvm  /
  ├─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
  └─centos-home 253:2    0 18.7G  0 lvm  /home
sdb               8:16   0   20G  0 disk
sdc               8:32   0   20G  0 disk
├─sdc1            8:33   0  4.7G  0 part
├─sdc2            8:34   0  4.7G  0 part /file
├─sdc3            8:35   0  4.7G  0 part
└─sdc4            8:36   0  4.7G  0 part
sr0              11:0    1  4.4G  0 rom

# 磁盘卸载
# 使用umount卸载分区时，可以指定挂载点，也可以指定挂载的路径
umount /dev/sdc1
# 或者等价于
umount /file 

# 此时关机重启下，再lsblk指令，返现该手动挂载的目录失效了
[root@node2 hadoop]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   60G  0 disk
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   59G  0 part
  ├─centos-root 253:0    0 38.3G  0 lvm  /
  ├─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
  └─centos-home 253:2    0 18.7G  0 lvm  /home
sdb               8:16   0   20G  0 disk
sdc               8:32   0   20G  0 disk
├─sdc1            8:33   0  4.7G  0 part
├─sdc2            8:34   0  4.7G  0 part
├─sdc3            8:35   0  4.7G  0 part
└─sdc4            8:36   0  4.7G  0 part
sr0              11:0    1  4.4G  0 rom

# 因此要实现自动挂载
# 手动挂载
[root@node2 /]# mount /dev/sdc2 file/

# 获取sdc1的UUID
[root@node2 /]# blkid /dev/sdc2
/dev/sdc2: UUID="2b9fa094-078c-4c38-8b1f-d15986f6eb96" TYPE="xfs" PARTLABEL="primary" PARTUUID="83532884-4d4b-40d0-a9b3-4b85adc2ddd3"

# 编辑/etc/fstab文件，加入新的分区挂载
vim /etc/fstab

# 最后一行追加刚刚的磁盘挂载

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Sat Apr 11 20:27:09 2020
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
/dev/mapper/centos-root /                       xfs     defaults        0 0
UUID=ee1291e7-1efb-4872-b874-c51bf0007866 /boot                   xfs     defaults        0 0
/dev/mapper/centos-home /home                   xfs     defaults        0 0
# 上面为系统自带，别理，下面添加这句
/dev/mapper/centos-swap swap                    swap    defaults        0 0
UUID=2b9fa094-078c-4c38-8b1f-d15986f6eb96 /file xfs     defaults        0 0

# 注意，如果不用UUID，用磁盘设备名称也可，以下信息等价
/dev/sdc1               /file                   xfs     defaults        0 0


#以上就完成了磁盘的自动挂载，可以开机重启验证下

9. 两块磁盘空间合二为一，并挂载到同一目录下实现扩容

  服务器预算中希望有个文件夹有10T，但是手上只有两块5T的磁盘，怎么办呢，能不能把两块5T的磁盘同时挂载到同一个文件夹呢？答案当然是可以的；
  那博主比较穷，自热是没有5T的磁盘，那就那两个20G的凑合下吧，实现同时挂载到一个目录下，实现该目录40G的存储空间；

要求将两块20G的磁盘sdb，sdc，同时挂载到目录mydata下，是的目录mydata的存储空间为40G；

  下面进入实操环节；

# 这里也采用GPT的分区方法，使用parted指令
[root@node3 hadoop]# parted /dev/sdb
GNU Parted 3.1
使用 /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.

# 将磁盘转换成gpt
(parted) mklabel gpt

#这里反正要合并，就设置一个主分区包含整个磁盘
(parted) mkpart primary 0 100%
警告: The resulting partition is not properly aligned for best performance.
忽略/Ignore/放弃/Cancel? Ignore
(parted) p
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system  Name     标志
 1      17.4kB  21.5GB  21.5GB               primary

# 同理对磁盘/dev/sbc进行相同的操作
[root@node3 hadoop]# parted /dev/sdc
GNU Parted 3.1
使用 /dev/sdc
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) mklabel gpt
(parted) mkpart primart 0 100%
警告: The resulting partition is not properly aligned for best performance.
忽略/Ignore/放弃/Cancel? I
(parted) p
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdc: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system  Name     标志
 1      17.4kB  21.5GB  21.5GB               primart

(parted) quit
信息: You may need to update /etc/fstab.

# 得到目前的磁盘分布如下

[root@node3 hadoop]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   60G  0 disk
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   59G  0 part
  ├─centos-root 253:0    0 38.3G  0 lvm  /
  ├─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
  └─centos-home 253:2    0 18.7G  0 lvm  /home
sdb               8:16   0   20G  0 disk
└─sdb1            8:17   0   20G  0 part
sdc               8:32   0   20G  0 disk
└─sdc1            8:33   0   20G  0 part
sdd               8:48   0   20G  0 disk
sr0              11:0    1  4.4G  0 rom

# 创建物理卷的命令为pvcreate；利用该命令将希望添加到卷组的所有分区或磁盘创建为物理卷；
[root@node3 hadoop]# pvcreate /dev/sdb1
  Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.
  
# 将分区/dev/sdb1和/dev/sdc1分区创建为物理卷： 
[root@node3 hadoop]# pvcreate /dev/sdc1
  Physical volume "/dev/sdc1" successfully created.


#创建卷组的命令为vgcreate；用此命令将使用pvcreate建立的物理卷创建为一个完整的卷组；
#将物理卷/dev/sdb1创建为一个名为vgmysql的卷组：
[root@node3 hadoop]# vgcreate vgmygroup1 /dev/sdb1
  Volume group "vgmygroup1" successfully created

#此步即为将2块磁盘空间合二为一的关键步骤；当系统中新增了磁盘或新建了物理卷，而要将其添加到已有卷组时，就可使用vgextend命令；
# 将物理卷/dev/sdc1添加到vgmysql卷组中：
  
[root@node3 hadoop]# vgextend vgmygroup1 /dev/sdc1
  Volume group "vgmygroup1" successfully extended

# 查看卷组用vgs，从vgs命令的回显结果来看，卷组vgmysql成功添加
# 并且其总空间为两块物理磁盘的总大小（因换算单位不同，所以不是精确的40G）。
[root@node3 hadoop]# vgs
  VG         #PV #LV #SN Attr VSize VFree
  centos       1   3   0 wz--n- <59.00g  4.00m
  vgmygroup1   2   0   0 wz--n-  39.99g 39.99g

# 创建逻辑卷的命令为lvcreate；用此命令将在使用vgcreate建立的卷组上创建逻辑卷；
# 在卷组vgmysql上创建一个名为lvmysql的逻辑卷，起大小为 39.99G；
# -n：指定逻辑卷名
# -L：指定逻辑卷大小
[root@node3 hadoop]# lvcreate -L 39.99g -n lvmygroup vgmygroup1
  Rounding up size to full physical extent 39.99 GiB
  Logical volume "lvmygroup" created.

# 将创建的lvmysql逻辑卷格式化为xfs
[root@node3 hadoop]# mkfs -t xfs /dev/vgmygroup1/lvmygroup
meta-data=/dev/vgmygroup1/lvmygroup isize=512    agcount=4, agsize=2620928 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=10483712, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=5119, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

# 切换到根目录，在根目录下新建文件夹
[root@node3 hadoop]# cd /
[root@node3 /]# mkdir mydata

# 挂载刚刚的逻辑组到新建目录下
[root@node3 /]# mount /dev/vgmygroup1/lvmygroup /mydata/

# 查看磁盘大小和挂载磁盘查看，目录为40G
[root@node3 /]# df -h
文件系统                          容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                          475M     0  475M    0% /dev
tmpfs                             487M     0  487M    0% /dev/shm
tmpfs                             487M  7.8M  479M    2% /run
tmpfs                             487M     0  487M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root            39G  4.3G   35G   12% /
/dev/sda1                        1014M  137M  878M   14% /boot
/dev/mapper/centos-home            19G   33M   19G    1% /home
tmpfs                              98M     0   98M    0% /run/user/2000
tmpfs                              98M     0   98M    0% /run/user/0
/dev/mapper/vgmygroup1-lvmygroup   40G   33M   40G    1% /mydata

# 创建开机自动挂载
[root@node3 /]# echo /dev/mapper/vgmygroup1-lvmygroup /mydata/ xfs defaults 0 0 >> /etc/fstab

# 重启重新查看挂载的磁盘，确认成功自动开机挂载
[root@node3 ~]# sync
[root@node3 ~]# reboot

# 使用df -h指令再次查看，发现完成自动挂载
[root@node3 ~]# df -h
文件系统                          容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                          475M     0  475M    0% /dev
tmpfs                             487M     0  487M    0% /dev/shm
tmpfs                             487M  7.8M  479M    2% /run
tmpfs                             487M     0  487M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root            39G  4.3G   35G   12% /
/dev/mapper/vgmygroup1-lvmygroup   40G   33M   40G    1% /mydata
tmpfs                              98M     0   98M    0% /run/user/0
                         98M     0   98M    0% /run/user/2000

10. 磁盘的查看命令

10.1 df指令

df

  df命令参数功能：检查文件系统的磁盘空间占用情况。可以利用该命令来获取硬盘被占用了多少空间，目前还剩下多少空间等信息。

语法：

df [-ahikHTm] [目录或文件名]

  选项与参数：

-a ：列出所有的文件系统，包括系统特有的 /proc 等文件系统；
-k ：以 KBytes 的容量显示各文件系统；
-m ：以 MBytes 的容量显示各文件系统；
-h ：以人们较易阅读的 GBytes, MBytes, KBytes 等格式自行显示；
-H ：以 M=1000K 取代 M=1024K 的进位方式；
-T ：显示文件系统类型, 连同该 partition 的 filesystem 名称 (例如 ext3) 也列出；
-i ：不用硬盘容量，而以 inode 的数量来显示

  使用样例

[root@node3 ~]# df -Th
文件系统                         类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                         devtmpfs  475M     0  475M    0% /dev
tmpfs                            tmpfs     487M     0  487M    0% /dev/shm
tmpfs                            tmpfs     487M  7.8M  479M    2% /run
tmpfs                            tmpfs     487M     0  487M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root          xfs        39G  4.3G   35G   12% /
/dev/mapper/vgmygroup1-lvmygroup xfs        40G   33M   40G    1% /mydata
tmpfs                            tmpfs      98M     0   98M    0% /run/user/0

10.2 du指令

  du命令也是查看使用空间的，但是与df命令不同的是Linux du命令是对文件和目录磁盘使用的空间的查看，还是和df命令有一些区别的。

语法：

du [-ahskm] 文件或目录名称

  选项与参数：

-a ：列出所有的文件与目录容量，因为默认仅统计目录底下的文件量而已。
-h ：以人们较易读的容量格式 (G/M) 显示；
-s ：列出总量而已，而不列出每个各别的目录占用容量；
-S ：不包括子目录下的总计，与 -s 有点差别。
-k ：以 KBytes 列出容量显示；
-m ：以 MBytes 列出容量显示；

  使用样例;

[root@node3 hadoop]# du -ah ./*
8.0K    ./capacity-scheduler.xml
4.0K    ./configuration.xsl
4.0K    ./container-executor.cfg
4.0K    ./core-site.xml
4.0K    ./hadoop-env.cmd
8.0K    ./hadoop-env.sh
4.0K    ./hadoop-metrics2.properties
4.0K    ./hadoop-metrics.properties
12K     ./hadoop-policy.xml
4.0K    ./hdfs-site.xml
4.0K    ./httpfs-env.sh
4.0K    ./httpfs-log4j.properties
4.0K    ./httpfs-signature.secret
4.0K    ./httpfs-site.xml
4.0K    ./kms-acls.xml
4.0K    ./kms-env.sh
4.0K    ./kms-log4j.properties
8.0K    ./kms-site.xml
16K     ./log4j.properties
4.0K    ./mapred-env.cmd
4.0K    ./mapred-env.sh
8.0K    ./mapred-queues.xml.template
4.0K    ./mapred-site.xml
4.0K    ./mapred-site.xml.template
4.0K    ./slaves
4.0K    ./ssl-client.xml.example
4.0K    ./ssl-server.xml.example
4.0K    ./yarn-env.cmd
8.0K    ./yarn-env.sh
8.0K    ./yarn-site.xml

  至于其他的磁盘指令fdisk,lsblk,parted等，已经在前面的分区地方将的十分清楚了，这里就不在累赘了；