标签：存储管理 分区 如下 具体 第七章 所示 挂载 硬盘

一、存储方式

 从连接方式上，存储分为以下3种类型。

本地存储：直接插在服务器上的硬盘，系统文件存放在本地。本章主要介绍本地存储。

外部存储：可以理解为平时使用的移动硬盘，不过移动硬盘用的是USB接口连接，一般外部存储可以使用SCSI线、SATA线、SAS线、FC线。

网络存储：以太网络、FC网络。当存储的数据量非常庞大时，不可能再存储到本地，需要存储到专门的存储设备上或者存储集群里，这时用户可以通过网络去连接与使用这些数据。

从工作原理上，硬盘分为固态硬盘（Solid State Drire，SSD）与机械硬盘（Hard Dist Drire，HDD）。左侧的图片为固态硬盘，内部是集成固态电子存储芯片阵列，分为存储单元与控制单元两部分；右侧为机械硬盘，在其内部占最大区域的为盘片（Platters），盘面上方为读/写磁头、控制电机、磁头控制器、数据转换器等。

固态硬盘摒弃传统磁介质，采用电子存储介质进行数据存储和读取，突破了传统机械硬盘的性能瓶颈，拥有极高的存储性能，被认为是存储技术发展的里程碑。

固态硬盘的全集成电路化、无任何机械运动部件的革命性设计，从根本上满足了人们在移动办公环境下对数据读写稳定性的需求。全集成电路化设计允许固态硬盘做成任何形状。与传统硬盘相比，固态硬盘具有以下优点。

第一，固态硬盘不需要机械结构，完全半导体化，不存在数据查找时间、延迟时间和磁盘寻道时间，数据存取速度快。

第二，固态硬盘全部采用闪存芯片，经久耐用，防震抗摔，即使与硬物碰撞，数据丢失的可能性也极小。

第三，得益于无机械部件，固态硬盘没有任何噪音，功耗低。

第四，SSD质量小，比1.8英寸（1英寸=2.54厘米）机械硬盘轻20~30克，使得便携设备搭载多块固态硬盘成为可能。同时因其完全半导体化，无结构限制，可根据实际情况设计各种接口和形状。

固态硬盘的读/写速度远胜于机械硬盘，缺点为价格昂贵，容量偏小。机械硬盘的优势为技术成熟，容量大，价格相对低廉。但随着科技进步，机械硬盘会逐渐被固态硬盘所取代。

从尺寸上，硬盘分为3.5英寸（1英寸=2.54厘米）、2.5英寸和1.8英寸3种类型，其中1.8英寸的硬盘不常见。

从插拔方式上，硬盘分为热插拔和非热插拔2种类型。目前所有的服务器硬盘都支持热插拔方式。

从硬盘接口上，硬盘分为以下几种类型。

IDE——SATA（Serial ATA，串行ATA）硬盘。

SCSI——SAS（Serial Attached SCSI，串行连接SCSI）硬盘。

其他——PCIe（Peripheral Component Interconnect Express，高速串行计算机扩展总线标准）、FC（Fiber Channel,光纤通道）硬盘。

二、基本分区

       基本分区是相对于后面章节将要介绍的逻辑卷而言的。基本分区与逻辑卷相比有一些劣势，例如，前期把一个分区规划成100GiB，后期发现空间不足，是无法扩容的，而逻辑卷可以弹性扩容。然而，有一些分区还是需要使用这种传统的基本分区，如存放引导文件的boot分区。

       使用基本分区，首先要选择一种分区方式（MBR或GPT），其次要创建文件系统（也就是通常所说的格式化），最后进行挂载才能使用。接下来分别介绍这两种分区方式具体如何操作。

2.1 添加新磁盘

 在虚拟机上为系统添加两块10GiB虚拟硬盘sdb与sdc，使用lsblk命令查看新添加的两块硬盘，具体如下所示。

 

2.2 MBR分区

 采用MBR（Master Boot Record，主引导记录）分区表形式创建分区，可使用fdisk命令，添加“-l”参数可以查看系统所挂硬盘个数及分区情况，具体如下所示。

 采用MBR分区表，使用fdisk命令对sdb硬盘进行分区。具体如下所示。

 输入“m”参数可以查看帮助信息，了解每个参数的具体作用、分区具体操作等。

输入“n”参数尝试创建新的分区，具体如下所示。

 因为采用的是MBR分区表系统，所以有两个选择，一个是创建主分区，另一个是创建扩展分区。此处选择主分区，可输入“p”参数，系统默认选择主分区，直接按回车键即可，具体如下所示。

 分区编号1～4，系统默认为1，按回车键即可，具体如下所示。

 系统提示定义扇区的起始位置，系统会自动选择最靠前的空闲扇区位置，直接按回车键即可，此时默认为2048，具体如下所示。

 用户可以通过添加扇区或添加尺寸的方式定义扇区的终止位置，也就是定义最终分区空间的大小，一般选择使用添加尺寸的方式，此处添加100MiB，具体如下所示。

 输入“p”参数，查看硬盘中的分区信息，可以看到刚创建的名称为/dev/sdb1，起始扇区位置为2048，终止扇区位置为206847的主分区，具体如下所示。

 输入“n”参数再次创建一个分区，目前主分区还有3个free，一般建议最多创建3个主分区，第4个位置留给扩展分区。如果全部创建主分区，以后就不能再分了，具体如下所示。

 第2个分区创建为扩展分区，输入“e”参数，分区编号使用默认2，按回车键。起始扇区使用系统默认值206848，继续按回车键。具体如下所示。

 创建扩展分区是为了以后创建更多的逻辑分区，建议扩展分区占用全部剩余扇区，终止位置为默认的20971519，按回车键即可，具体如下所示。

2.3 GPT分区

 采用GPT（GUID Partition Table，GUID磁盘分区表）形式创建分区，其创建过程与MBR无太大差别。使用gidsk命令对sdb硬盘进行分区，系统显示创建新的GPT分区表，具体如下所示。

 输入“？”可以查看帮助信息，输入“n”参数进行分区，此时没有分区选择，直接按回车键创建主分区，起始扇区使用默认值，按回车键定义终止扇区。设置为添加100MiB，系统提示当前类型是Linux系统，直接回车即可。具体如下所示。

 再创建一个分区，定义终止扇区时设置为添加5GiB，具体如下所示。

 输入“p”参数显示分区信息，输入“w”保存，系统会提示即将写入GPT数据，这将覆盖已存在的分区，询问是否继续，输入“y”即可，具体如下所示。

 操作成功后，如果为真实硬盘需执行partprobe命令，此时使用lsblk命令可以查看新分区信息，具体如下所示。

查看sdb硬盘的分区表类型，具体如下所示。

2.4 创建文件系统

 创建分区后并不能立即存放数据，需要对分区进行格式化。如果将分区比作一间教室，格式化就是在教室里摆放桌椅，数据就是学生，规定每个学生占用一套桌椅。格式化是组织文件系统的方式，常用的文件系统有EXT与XFS。在终端中输入“mkfs”后连续按2次tab键可以查看所有文件系统类型，CentOS 7的文件系统默认为XFS，具体如下所示。

 使用EXT4文件系统格式化/dev/sdb1主分区，块大小为1024字节。块是文件存储的最小单元，若文件小于1KiB，也会占用1KiB的存储空间。sdb1分区大小为100MiB，因此有102400个块。具体如下所示。

 使用EXT4文件系统格式化/dev/sdb2主分区，其中块大小为4096字节，含有1310720个块，即使文件大小为一个字节，也会占用4KiB的存储空间，具体如下所示。

 使用XFS文件系统格式化/dev/sdc5主分区，块大小为4096字节，一共有1310720个块，具体如下所示。

2.5 挂载分区

 格式化完成后需挂载分区，首先创建两个目录作为挂载点，然后使用mount命令临时把sdb01分区与 sdb02分区分别挂载到data01与data02目录上。现在这两个目录不再是两个普通的目录，而是设备的挂载点，用户要往设备中存放数据，需要借助挂载点。具体如下所示。

 使用“df -h”命令查看文件系统的挂载点，可以看到新创建的两个挂载点data01与data02，具体如下所示。

 使用blkid命令查看设备的UUID

 在/etc/fstab配置文件中写入设备的UUID，其中sdc1分区的挂载点为data03，文件系统类型为xfs，挂载选项为defaults，最后两个数字为0，表示不备份、不检测；sdc5分区的挂载点为data04，文件系统类型为auto（自动），挂载选项为ro（只读），最后两个数字为0，表示不备份、不检测，具体如下所示。

 重新启动系统就可以读取新挂载的设备，也可使用“mount -a”命令读取/etc/fstab文件并挂载设备。使用df命令查看已挂载设备信息，添加“T”参数可显示设备文件的类型，添加“h”参数可显示设备大小。具体如下所示。

 在完成硬盘的分区、挂载与格式化之后，可尝试通过挂载点存储数据：同时向data03与data04目录复制/etc/hosts文件。data03目录可以写入，data04提示无法创建常规文件。具体如下所示。

三、总结

        存储设备是计算机系统中至关重要的组成部分，它们承载着操作系统、应用程序和用户数据等信息。因此，了解存储设备的参数和性能对于设计、管理和维护计算机系统至关重要。在本章中，我深入学习了存储设备的参数和性能方面的内容，其中包括硬盘的存储容量、转速、缓存大小等参数以及它们对性能的影响。

        首先，我们讨论了存储设备的存储容量。存储容量是指存储设备可以存储的数据量，通常以字节为单位。对于硬盘来说，存储容量的大小直接影响着其可以存储的文件数量和大小。其次，我们介绍了硬盘的转速。硬盘的转速是指硬盘盘片每分钟旋转的圈数，通常以每分钟转数（RPM）为单位。转速的快慢直接影响着硬盘的读写速度，因此对于需要高速数据访问的应用来说，选择合适转速的硬盘显得尤为重要。另外，我们还讨论了硬盘的缓存大小。硬盘的缓存是用于临时存储数据的高速存储器，能够提高硬盘的读写性能。较大的缓存可以加快数据的读写速度，特别是对于频繁读取的数据，缓存的作用更加显著。

        除了存储设备的参数和性能，本章还介绍了基本分区的两种方式，即MBR和GPT分区表的特点和使用方法。MBR（主引导记录）是一种传统的分区方案，它将硬盘分为四个主分区，或者三个主分区和一个扩展分区。而GPT（GUID 分区表）是一种新的分区方案，它支持更大的硬盘容量和更多的分区数量，并且具有更好的数据完整性和安全性。

        通过本章的学习，我掌握了如何在存储设备上创建基本分区，如何为分区创建文件系统以及如何将文件系统挂载到系统中。这些知识对于管理和维护存储设备以及数据存储和访问都具有重要的意义。掌握这些知识将能够更好地利用存储设备，并更有效地管理和维护数据存储系统。

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