Linux磁盘与文件系统企业级卓越人才培养方案（信息类专业集群）学习目标了解磁盘的基本知识；熟悉外部存储的挂载；掌握对Linux系统添加磁盘
的相关操作；具有对Linux系统磁盘管理的能力。磁盘磁盘简介磁盘是计算机中的重要组成部件之一，通常磁盘是指计算机中的硬盘，其主要作
用是用来存储计算机中的数据。最早的磁盘是IBM（国际商用机器公司）公司的IBM 305 RAMAC，其体积相当于两个电冰箱的体积，
而存储容量却只有5MB，如图3-2所示。磁盘基本参数磁盘简介（1）容量容量是硬盘最主要的参数，也是人们对硬盘性能最为直观的感受。现
代硬盘容量通常是以GB字节进行计算的，最为常见的是500GB和1TB（1024GB）的硬盘。通常情况下，在选购硬盘时，如果选择50
0GB的硬盘，使用容量要比500GB小，因为硬盘的生产厂商是按照1MB=1000KB计算生产的（2）转速转速是指硬盘内主轴的旋转速
度，也是就硬盘盘片在一分钟内能完成最大的转速。转速往往可以用来分别硬盘的档次。转速越高的硬盘，价格也往往越高。转速直接影响到硬盘对
文件的传输速率。通常台式机的硬盘转速以5400rpm和7200rpm为主，而笔记本的硬盘往往以4200rmp和5400rpm为主。
转速越高的硬盘读写速度越快，但高转速所带来的负面作用是温度升高、电机磨损和工作噪音。（3）传输速率传输速率是指硬盘的对数据的传输速
度，单位是MB/S（兆字节每秒）。（4）缓存缓存是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，是硬盘与外部接口之间的缓冲器。磁
盘基本参数磁盘相关命令（1）磁盘查看命令磁盘查看命令为“lsblk”，可使用“lsblk --help”命令查看其说明，格式如下所
示。密码管理的常用选项文件系统简介随着计算机使用的时间越来越长，存储到磁盘上的文件也越来越多，当各种类型的信息存储在一起时，就会导
致查找文件和获取文件变得十分麻烦，为了解决这种问题，产生了文件系统。文件系统是存储和组织计算机数据的一种方式。文件系统的功能是确定
存储设备或系统硬盘分区中文件的组织方法和数据的存储结构。简而言之，文件系统用于确定如何在存储设备上组织文件。文件系统常见文件系统的
格式（1）FAT文件系统 FAT文件系统是Microsoft?（微软）公司在其操作系统上使用的一种文件系统格式。FAT并不是
指单单一种文件系统模式，而是微软FAT文件系统系列的统称。该文件系统最早出现在 1982年的MS-DOS系统中，当时FAT文件系统
名为FAT16，全称为文件分配表系统。（2）NTFS文件系统 随着计算机技术的发展，单个文件越来越大，对于单个文件
4GB的约束，已经难于满足用户对文件系统的需求。自1993年至今NTFS文件系统已经变得越发成熟，它突破了老式的FAT文件系统的束
缚，最大支持单个文件2TB的大小，即使面对最为严苛的数据存储，以现在的数据大小，NTFS也可以胜任。文件系统常见文件系统的格式（3
）exFAT文件系统 在U盘插入计算机后，如果要对其进行分区，会出现另外一个文件系统exFAT，它是由于FAT32文件系统等不
支持4G及其更大的文件而被推出。exFAT是微软为闪存（常见的SD卡就为闪存的一种），而设计的文件系统。该文件系统常用于U盘等闪存
设备，对于磁盘该文件系统并不适用。（4）EXT文件系统 EXT（全称为Extended file system，意为扩充文
件系统）是Linux系统的第一个文件系统。最初版本的EXT文件系统于1992年发表，如今EXT的最新版本为EXT4。EXT作为Li
nux系统中最常见的文件系统，被广泛的应用在各种Linux发行版之上，例如：CentOS5.X、CentOS6.X版本，都支持EX
T文件系统。而EXT文件系统虽然被使用广泛，但是依然有其自己的弊端：格式化较慢。因此在Centos7.x系统开始文件系统已经由Ex
t4，转变为了XFS。文件系统XFS文件系统（1）数据完整性使用XFS作为文件系统时，如果发生死机的状况时，有序XFS开启了日志文
件功能，所以磁盘上的文件不会因为计算机意外“死机”遭到破坏，并且无论数据量的大小，XFS文件系统都可以根据日志文件在短时内恢复数据
内容。（2）传输特性 分配存储空间块XFS的另一个特性，对于Linux系统上的各种文件系统对比，XFS文件系统性能最
为出众。（3）可扩展性 XFS是一个64位的文件系统，可以支持上百万TB字节存储空间。最大支持文件的大小为9 EB，最大的系统
文件尺寸为18EB。（4）传输带宽XFS吞吐量最高可以达到7GB每秒。对单个文件的吞吐量可达到4GB每秒。文件系统文件系统工作原理
文件系统的运行和操作系统的数据有关。操作系统之中除了文件的实际数据之外，文件还有很多的属性，例如Linux系统中分为文件权限和文件
属性。文件系统会将文件实际内容和文件属性分别存储在不同的位置，权限与属性存储到inode中，实际数据则被放置到data block
区块中。除这两种之外，还有一种超级区块（superblock）的存在，超级区块会记录整个文件系统的整体内容，其中包括了inode与
block总量、剩余量、使用量。文件系统文件系统常用命令（1）“df”命令 查看文件系统整体磁盘使用量的命令为“df”，可以
用“df --help”命令查看其说明，格式如下所示。文件查看命令常用选项文件系统文件系统常用命令（2）“du”命令 查看文件
系统整体磁盘使用量的另一个命令为“du”，“du”命令是针对文件夹的命令。可以用“du --help”命令查看其说明，格式如下所示
。文件查看命令常用选项。磁盘管理磁盘分区磁盘分区表磁盘分区表又称为硬盘分区表，硬盘分区表是整个硬盘的架构。硬盘分区表就像是分区的标
识，而操作系统是通过硬盘分区表将硬盘分为若干个区域。如果磁盘分区表被损坏，将会导致某个分区消失或者是硬盘无法使用。常见的分区方案有
两种：MBR分区表和GPT分区表。MBR全称是主引导记录，MBR最早在1983年就已经提出。由于其存在于驱动器的开始部分的一个特殊
启动扇区内，所以被称为“主引导记录”，在第一个扇区内，包含了已经安装的操作系统的启动器和逻辑分区信息。MBR分区有两个特点：无法处
理大于2.2TB容量的分区和支持最多四个主分区（如果想要创建更多的分区，必须创建一个“扩展分区”，并在扩展分区内创建逻辑分区）。磁
盘管理磁盘格式化在系统分区后，进行格式化，硬盘才可以使用。而格式化就是安装文件系统。磁盘格式化非常简单。“mkfs”选项和使用方式
磁盘管理磁盘挂载（1）磁盘挂载命令磁盘挂载需要使用“mount”命令，输入“mount --help”命令可以查看“mount”命
令的帮助，“mount”命令格式如下所示。“mount”选项磁盘管理逻辑卷逻辑卷全称为逻辑卷分区。在为磁盘分区之后，基本磁盘分区不
能随意扩展，如果想要将磁盘分为更多的区域，只能采用逻辑分区的方法。逻辑分区读写速率低于普通磁盘，但其拥有灵活的设备管理方式。逻辑卷
的创建过程：从安装硬件设备开始，硬件设备被创建成物理卷（PV），在物理卷上较为分散的各物理卷的存储空间组成卷组（VG），最后在卷组
上可以分割不同的逻辑卷（LV）。外部存储设备外部存储设备挂载挂载外部设备的命令格式如下所示。对于挂载命令的参数说明（需要注意的是，Linux系统只能在使用root用户权限的情况下挂载为外部设备）LOGO本项目主要介绍磁盘的相关知识，重点讲解如何对磁盘进行分区与格式化，并对文件系统进行了详细的讲解。通过对本项目的学习可以了解磁盘的概念与对磁盘的操作方法，提高对Linux系统使用的熟练度。 |
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