Linux基础之磁盘概念及其管理工具fdisk

giku

引言：冯诺依曼体系中的数据存储器就是我们常说的磁盘或硬盘，它是计算机不可缺少的一个组件，下面来看看Linux中磁盘的基础概念及管理工具fdisk
                                                              实验环境CentOS7.2

---

磁盘概念

按磁盘属性分类有机械硬盘跟固态硬盘


(1)机械硬盘：内部真空
磁盘：正反面含有磁性物质的盘片，由一个马达固定所有磁盘转动，固定角速度
   每个盘片正反面各有一个磁头，所有磁头固定在一个机械臂上
平均寻道时间：5400rpm, 7200rpm, 10000rpm, 15000rpm转速
track(磁道)：每个盘片上出厂格式化
sector(扇区)：512bytes单位
cylinder(柱面)：不同盘面上同一编号的磁道组合在一起，分区划分按照柱面实现
越靠近较外部分区的柱面组成的分区，越快。Windows上c盘在最外面
(2)固态硬盘
类似与多个并行U盘，工作模式上模拟机械硬盘的机制。
电器设备，速度个人笔记本是原来的3到5倍，读400个iops(io per second)、写200iops

---

在正式介绍Linux设备文件前需先了解一个概念：MBR

MBR(Master Boot Record):主引导分区，为一个编号为0的512字节的扇区
      446bytes：bootloader,引导加载器程序，主引导记录，引导启动操作系统的程序；
      64bytes：分区表，每16bytes标识一个分区，一共只能有4个分区；
      2bytes：表示MBA是否有效；55AA为有效；
    注意：
         1) 主分区最多四个，扩展分区只能一个
         2) 扩展分区不能单独使用，要继续分成逻辑分区，逻辑分区可以由多个
         3) 一个分区就是一个独立的文件系统
         4) 主分区和扩展分区的标识：1-4；逻辑分区：5+

其在Linux中的创建新磁盘分区会涉及主分区与扩展分区内容

---

/dev
不管是机械硬盘还是固态硬盘对于Linux看来它都是属于/dev/下的文件

  设备文件名

  1)磁盘：IDE： /dev/hd[a-z]

     SCSI, SATA, USB, SAS: /dev/sd[a-z]

  2)分区：/dev/sda#：      /dev/sda1, ...

  注意：CentOS 6和7统统将硬盘设备文件标识为/dev/sd[a-z]#

  /dev设备文件介绍

  1)设备文件：关联至设备的驱动程序；设备的访问入口；
  2)设备号：
          major：主设备号，区分设备类型；用于标明设备所需要的驱动程序；
          minor：次设备号，区分同种类型下的不同的设备；是特定设备的访问入口；
          比如/dev/sd# ：sd为主设备号，#为次设备号。

引用设备的方式：设备文件名，卷标，UUID

---

磁盘管理工具fdisk：


fdisk：
    创建查看分区
      (1)查看磁盘的分区信息：
命令使用格式：fdisk -l [-u] [device...]：列出指定磁盘设备上的分区情况；
      (2)管理分区
命令使用格式：fdisk /dev/sd# ：创建，删除，保存磁盘分区配置。
fdisk提供了一个交互式接口来管理分区，它有许多子命令，分别用于不同的管理功能；所有的操作均在内存中完成，没有直接同步到磁盘；直到使用w命令保存至磁盘上；
以下命令选项为m中的常用选项：
              n：创建新分区        d：删除已有分区
              t：修改分区类型      l：查看所有已经ID
              w：保存并退出        q：不保存并退出
              m：查看帮助信息      p：显示现有分区信息

命令演示：

1、对已使用的磁盘设备，创建新分区，若没有可用空间则自动退出。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

[iyunv@localhost ~]# fdisk /dev/sda 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)：m 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) 命令(输入 m 获取帮助)：n Partition type:    p   primary (2 primary, 0 extended, 2 free)    e   extended Select (default p): p 分区号 (3,4，默认 3)： No free sectors available 命令(输入 m 获取帮助)：

2、对新添加的磁盘创建新分区。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

[iyunv@localhost ~]# 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 0xd391e822 创建新的 DOS 磁盘标签。 命令(输入 m 获取帮助)：n Partition type:    p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)    e   extended Select (default p): p 分区号 (1-4，默认 1)： 起始 扇区 (2048-10485759，默认为 2048)： 将使用默认值 2048 Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-10485759，默认为 10485759)：+1G 分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 1 GiB 命令(输入 m 获取帮助)：w [iyunv@localhost ~]# fdisk -l 磁盘 /dev/sda：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 磁盘标签类型：dos 磁盘标识符：0x00036006    设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sda1   *        2048     1026047      512000   83  Linux /dev/sda2         1026048    41943039    20458496   8e  Linux LVM 磁盘 /dev/sdb：5368 MB, 5368709120 字节，10485760 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：0xd391e822 设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdb1            2048     2099199     1048576   83  Linux

3、创建扩展分区，及删除已存在分区

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

[iyunv@localhost ~]# 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 Select (default p): e 分区号 (2-4，默认 2)： 起始 扇区 (2099200-10485759，默认为 2099200)： 将使用默认值 2099200 Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2099200-10485759，默认为 10485759)：+1G 分区 2 已设置为 Extended 类型，大小设为 1 GiB 命令(输入 m 获取帮助)：p 磁盘 /dev/sdb：5368 MB, 5368709120 字节，10485760 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：0xd391e822    设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdb1            2048     2099199     1048576   83  Linux /dev/sdb2         2099200     4196351     1048576    5  Extended 扩展分区创建完毕，下面在扩展分区上创建逻辑分区，大家可以看到其标号从5开始 命令(输入 m 获取帮助)：n Partition type:    p   primary (1 primary, 1 extended, 2 free)    l   logical (numbered from 5) Select (default p): l 添加逻辑分区 5 起始 扇区 (2101248-4196351，默认为 2101248)： 将使用默认值 2101248 Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2101248-4196351，默认为 4196351)：+100M 分区 5 已设置为 Linux 类型，大小设为 100 MiB 命令(输入 m 获取帮助)：p 磁盘 /dev/sdb：5368 MB, 5368709120 字节，10485760 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：0xd391e822    设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdb1            2048     2099199     1048576   83  Linux /dev/sdb2         2099200     4196351     1048576    5  Extended /dev/sdb5         2101248     2306047      102400   83  Linux

保存退出后，将逻辑分区删除

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

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。 [iyunv@localhost ~]# fdisk -l ...    设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdb1            2048     2099199     1048576   83  Linux /dev/sdb2         2099200     4196351     1048576    5  Extended /dev/sdb5         2101248     2306047      102400   83  Linux ... [iyunv@localhost ~]# 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)：d 分区号 (1,2,5，默认 5)：5 分区 5 已删除 命令(输入 m 获取帮助)：p 磁盘 /dev/sdb：5368 MB, 5368709120 字节，10485760 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：0xd391e822    设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdb1            2048     2099199     1048576   83  Linux /dev/sdb2         2099200     4196351     1048576    5  Extended 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。 [iyunv@localhost ~]# fdisk -l ...    设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdb1            2048     2099199     1048576   83  Linux /dev/sdb2         2099200     4196351     1048576    5  Extended ...

注意：在已经分区并且已经挂载其中某个分区的磁盘设备上创建的新分区，内核可能在创建完成后无法直接识别；
   通知内核强制重读磁盘分区表：
查看：cat  /proc/partitions
CentOS 5：partprobe [device]
CentOS 6,7：partx, kpartx
partx -a [device]
kpartx -af [device]