1、概述
硬碟(Hard Disk Drive，簡稱HDD)是計算機經常使用的儲存設備之一，本文将整體介紹它的基本知識，主要介紹在linux中怎麼使用和管理它。linux
一、硬碟結構
(1)資料結構
扇區：磁盤上的每一個磁道被等分為若幹個弧段，這些弧段即是硬碟的扇區，硬碟的第一個扇區，叫作引導扇區(sector)
磁道：當磁盤旋轉時，磁頭若保持在一個位置上，則每一個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌迹，這些圓形軌迹就叫作磁道(Track)
柱面：在有多個盤片構成的盤組中，由不一樣盤片的面，但出于同一半徑圓的多個磁道組成的一個圓柱面(cylinder)
(2)實體結構
盤片：硬碟有多個盤片，每盤片2面
磁頭：每面一個磁頭
(3)存儲容量
硬碟存儲容量=磁頭數 x 磁道(柱面)數 x 每道扇區數 x 每扇區位元組數
1扇區=512位元組
二、硬碟接口
ATA：Advanced Technology Attachment，并口資料線連結主機闆與硬碟，抗幹擾性太差，且排線占用空間較大，不利電腦内部散熱，已逐漸被SATA所取代
SATA：Serial ATA，序列槽硬碟，是将來和如今PC機硬碟的主流趨勢，抗幹擾能力強，支援熱插拔等功能，速度快，糾錯能力強
SCSI：Small Computer System Interface，SCSI接口具備應用範圍廣、多任務、帶寬大、CPU占用率低，以及熱插拔等優勢，但較高的價格使得它很難如IDE硬碟般普及，是以SCSI硬碟主要應用于中、高端伺服器和高檔工做站中
SAS：Serial Attached SCSI，即串行連結SCSI，是新一代的SCSI技術，和如今流行的SATA硬碟相同，都是采用串行技術以得到更高的傳輸速度，SAS是并行SCSI接口以後開發出的全新接口。此接口的設計是為了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性，而且提供與SATA硬碟的相容性
光纖通道：Fiber Channel，光纖通道硬碟是為提升多硬碟存儲系統的速度和靈活性才開發的，它的出現大大提升了多硬碟系統的通訊速度。光纖通道的主要特性有：熱插拔性、高速帶寬、遠端連結、連結裝置數量大等
三、分區表示
常見的硬碟能夠劃分為主分區和擴充分區，邏輯分區，主分區隻有四個，擴充分區能夠看作是特殊的主分區，在擴充分區的基礎上建立邏輯分區，例如建立3個主分區，1個擴充分區，而1個擴充分區裡又建立了2個邏輯分區，或者4個所有是主分區。
在linux系統中，linux核心讀取光驅、硬碟等資源時均經過“裝置檔案”的形式進行
是以，将硬碟和分區分别表示為不一樣的檔案，具體表述形式以下：
注意：主分區+擴充分區的範圍是1-4，邏輯分區始終從5開始web
四、linux中的檔案系統類型
EXT4：第四代擴充檔案系統，是linux系統中(7版本之前)預設的檔案系統，屬于日志型檔案系統，特色是儲存有磁盤存取記錄的日志資料，便于恢複，在存取性能和穩定性方面更加出色
XFS：一種高性能的日志檔案系統，也是linux系統(7版本以後)預設的檔案系統，特别擅長處理大檔案，可支援上百萬T位元組的存儲空間，可在短期内進行資料恢複
SWAP：交換檔案系統，用于為linux系統建立交換分區，至關于虛拟記憶體，簡而言之就是在硬碟上劃分一部分容量做為記憶體來使用，可以在必定程度上緩解實體記憶體不足的問題，通常建議交換分區的大小設定為實體記憶體的1.5-2倍。
五、實驗環境
虛拟機系統：CentOS Linux release 8.0.1905 (Core)
伺服器
2、添加新硬碟
由于要用兩種方式給硬碟分區，是以為虛拟機添加兩塊硬碟，100G和2T大小
添加以後須要重新開機系統，重新開機以後登入系統用fdisk -l指令能夠看到新硬碟的資訊，用lsblk指令也能夠檢視資料結構
fdisk：磁盤及分區管理工具，大多數linux系統自帶的工具
要對哪塊硬碟進行分區或者管理就使用fdisk後面跟裝置名稱，如fdisk /dev/sdc
若是不知道怎麼用fdisk工具能夠借助幫助
svg
3、磁盤分區
一、MBR分區(使用fdisk工具)
通常小于2T的硬碟咱們均可以用fdisk來分區就能夠了，給sdc建立一個主分區sdc1，配置設定的大小是50G
fdisk /dev/sdc
n：建立一個分區
w：儲存分區并退出
p：列印分區表資訊
分區類型e：擴充分區
ID=82 swap分區
分區類型l：邏輯分區
F：檢視未配置設定的空間
q：直接退出不儲存
l：列出全部分區類型
t：改變分區類型
工具
二、GPT分區(使用parted工具)
什麼是GPT：與支援最大卷為 2 TB (terabytes) 而且每一個磁盤最多有 4 個主分區(或 3 個主分區，1 個擴充分區和無限制的邏輯驅動器)的主啟動記錄 (MBR) 磁盤分區的樣式相比，GUID 分區表 (GPT) 磁盤分區樣式支援最大卷為 18 EB (exabytes) 而且每磁盤最多有 128 個分區。與 MBR 分區的磁盤不一樣，相當重要的平台操做資料位于分區，而不是位于非分區或隐藏扇區。另外，GPT 分區磁盤有多餘的主要及備份分區表來提升分區資料結構的完整性。性能
咱們新加的第二塊硬碟是2TB的，須要用GPT分區方式，即便用parted工具
parted /dev/sdb
mklabel gpt：建立gpt分區表
mkpart primary 0 1T
#mkpart 後面跟名稱，随便取，0 1T表示須要指定從多少開始多少結束
mkpart second 1T 1.5T
rm 2：删除分區2設計
print：列印分區表3d
q：儲存退出
日志
4、格式化和挂載
一、XFS檔案系統
由于在CentOS 7以後的linux系統預設使用的是xfs系統，是以這裡以xfs系統為例格式化分區，固然也能夠格式化成你須要的檔案系統類型，用mkfs.兩下tab能夠快速看到系統所支援的檔案系統類型
mkfs.xfs /dev/sdc1
mkfs -t xfs /dev/sdc1
blkid指令能夠檢視分區的UUID和檔案系統類型，後跟具體分區，若是沒有跟參數，預設會列出系統中全部裝置的UUID和檔案系統類型
格式化後必需要挂載分區，新的分區才能被應用到系統使用，用mount指令挂載分區
mount /dev/sdc1 /opt
若是要永久挂載，随系統啟動，請寫進/etc/fstab檔案裡，/dev/sdc1也能夠用UUID來代替，UUID每一個裝置惟一的，比裝置名稱穩定
/etc/fstab檔案解讀：
第一列：裝置名稱或者UUID
第二列：挂載點
第三列：檔案系統(xfs，ext4，iso9660等)
第四列：預設defaults
第五列：是否作dump備份，0不備份，1天天備份，2不按期備份
第六列：開機時是否檢查扇區，0不檢查，1最先檢查(通常是根目錄)，2在1檢查完以後檢查
注：GPT的硬碟分區格式化和挂載的方式同MBR硬碟分區
二、SWAP交換分區
一、概述
當記憶體不足時，核心會殺死一些程序，為了不出現OOM，通常有兩種方法：
一、提高記憶體容量
二、把硬碟容量拿來當記憶體使用，就是虛拟記憶體，當沒有辦法提高實際記憶體容量的時候，就須要用到第二種方法，也就是交換分區了
二、格式化swap
這裡用了一塊以前已經分好的硬碟分區來作swap，也能夠添加一塊新硬碟建立新的分區做為swap，看具體需求，sdc5是邏輯分區，使用mkswap指令格式化分區為swap
mkswap /dev/sdc5
格式化好了以後用blkid檢視一下
三、啟用、禁用和查詢swap
若是要使用swap必需要先開啟swap，應用以前先看一下系統現有的swap空間大小，可使用free -m指令(-m表示機關為M)
free -m：檢視記憶體使用狀況
用swapon -s檢視全部swap分區，如今系統隻有一個預設的swap分區sda2(裝系統時裝的)
用swapon指令後面跟具體的裝置名稱來啟用swap分區
swapon /dev/sdc5
除了free -m能夠檢視swap之外，也能夠檢視/proc/meminfo這個檔案裡面也會實時記錄系統的記憶體的使用量
cat /proc/meminfo | grep “SwapTotal”
四、永久挂載swap分區
若是要讓swap永久挂載，也是寫在/etc/fstab檔案裡，這裡用的是UUID
注：挂載的swap分區使用df -Th是檢視不到的，必需要用檢視記憶體的指令才能夠看到
總結：磁盤管理這一塊操做CentOS 8基本上等同于CentOS 7的版本