計算機硬碟簡介

硬碟是計算機主要存盤媒介之一，由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成，碟片外覆寫有鐵磁性材料，硬碟內部由磁道、柱面、扇區、磁頭等部件組成
Linux系統中硬體設備相關組態檔存放在/dev/下，常見硬碟命名：/dev/hda、/dev/sda、/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/vda，不同硬碟介面，在系統中識別的設備名稱不一樣，
IDE硬碟介面在Linux中設備名為/dev/hda，SAS、SCSI、SATA硬碟介面在Linux中設備名為sda，高效云盤硬碟介面會識別為/dev/vda等，
檔案儲存在硬碟上，硬碟的最小存盤單位叫做Sector（扇區），每個Sector儲存512位元組，作業系統在讀取硬碟的時候，不會逐個Sector的去讀取，這樣效率非常低，為了提升讀取效率，作業系統會一次性連續讀取多個Sector，即一次性讀取多個Sector稱為一個Block（塊，
由多個Sector組成的Block是檔案存取的最小單位，Block的大小常見的有1KB、2KB、4KB，Block在Linux中常設定為4KB，即連續八個Sector組成一個Block，
/boot磁區Block一般為1KB，而/data/磁區或者/磁區的Block為4K

linux 系統查看磁區的Block大小方法：

[root@hbs ~]# stat anaconda-ks.cfg |grep -i "block"
  Size: 1511      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
[root@hbs ~]# 

[root@hbs ~]# stat /boot/|grep "IO Block"
  Size: 4096      	Blocks: 8          IO Block: 4096   directory
[root@hbs ~]#

硬碟Block和indoe詳解

通常而言，作業系統對于檔案資料的存放包括三個部分：
- 檔案內容
- 權限
- 檔案屬性
作業系統檔案存放是基于檔案系統，檔案系統會將檔案的實際內容存盤到Block中，而將權限與屬性等資訊存放至Inode中，
在硬碟磁區中，還有一個超級區塊 (SuperBlock) ，SuperBlock會記錄整個檔案系統的整體資訊，包括 Inode、Block 總量、使用大小、剩余大小等資訊，每個 inode 與 block 都有編號對應，方便Linux系統快速定位查找檔案，
Superblock：記錄檔案系統的整體資訊，包括inode與block的總量、使用大小、剩余大小，以及檔案系統的格式與相關資訊等；
Inode：記錄檔案的屬性，權限，同時會記錄該檔案的資料所在的block編號；
Block：存盤檔案的內容，如果檔案超過默認Block大小，會自動占用多個Block，
作業系統進行格式化磁區時，作業系統自動將硬碟分成兩個區域，一個是資料Block區，用于存放檔案資料；另一個是Inode Table區，用于存放inode包含的元資訊，
每個inode節點的大小，可以在格式化時指定，默認為128Bytes或256Bytes，/boot磁區Inode默認為128Bytes，其他磁區默認為256Bytes，查看Linux系統Inode方法如下：
```
[root@hbs ~]# stat /boot/|grep "Inode"
Device: 801h/2049d	Inode: 64          Links: 5
[root@hbs ~]# 
```
格式化磁盤時，可以指定默認Inode和Block的大小，-b指定默認Block值，-I指定默認Inode值，命令如下：
```
[root@hbs ~]# mkfs.ext4 -b 4096 -I 256 /dev/sdc
```

硬鏈接介紹

一般情況下，檔案名和inode編號是一一對應的關系，每個inode號碼對應一個檔案名，
但UNIX/Linux系統多個檔案名也可以指向同一個inode號碼，這意味著可以用不同的檔案名訪問同樣的內容，對檔案內容進行修改，會影響到所有檔案名，
但洗掉一個檔案名，不影響另一個檔案名的訪問，這種情況就被稱為硬鏈接（hard link），

創建硬鏈接的命令：

   [root@hbs ~]# touch ha123               
   [root@hbs ~]# ll ha123 
   -rw-r--r-- 1 root root 0 Mar 29 21:40 ha123  檔案名總數1

   [root@hbs ~]# ln ha123 liuaoni.txt        其中ha123為源檔案，liuaoni.txt為目標檔案
   [root@hbs ~]# ll ha123 
   -rw-r--r-- 2 root root 0 Mar 29 21:12 ha123     檔案名總數加1變2了
   [root@hbs ~]# 

   源檔案與目標檔案的inode號碼相同，都指向同一個inode，
   inode資訊中          有一項叫做"鏈接數"，記錄指向該inode
   的檔案名總數，這時會增加1，變成2，

   同樣洗掉一個liuaoni.txt檔案，就會使得ha123 inode節點中
   的"鏈接數"減1，如果該inode值減到0，表明沒有檔案名指向
   這個inode，系統就會回收這個inode號碼，以及其所對應block區域

   [root@hbs ~]# ll ha123 liuaoni.txt 
   -rw-r--r-- 2 root root 0 Mar 29 21:40 ha123
   -rw-r--r-- 2 root root 0 Mar 29 21:40 liuaoni.txt
   [root@hbs ~]# rm -rf liuaoni.txt 
   [root@hbs ~]# ll ha123 
   -rw-r--r-- 1 root root 0 Mar 29 21:40 ha123
   [root@hbs ~]#

軟鏈接介紹

除了硬鏈接以外，還有一種鏈接-軟鏈接，檔案ha123和檔案liuaoni.txt的inode號碼雖然不一樣，但是檔案liuaoni.txt的內容是檔案ha123的路徑，讀取檔案liuaoni.txt時，系統會自動將訪問者導向檔案ha123，
無論打開哪一個檔案，最終讀取的都是檔案ha123，這時，檔案liuaoni.txt就稱為檔案ha123的"軟鏈接"（soft link）或者"符號鏈接（symbolic link），
檔案liuaoni.txt依賴于檔案ha123而存在，如果洗掉了檔案ha123，打開檔案liuaoni.txt就會報錯：“No such file or directory”，

軟鏈接與硬鏈接最大的不同是檔案liuaoni.txt指向檔案ha123的檔案名，而不是檔案ha123的inode號碼，因此檔案ha123的inode鏈接數不會發生變化

[root@hbs ~]# touch ha123
[root@hbs ~]# touch liuaoni.txt
[root@hbs ~]# ls -li ha123 
33574983 -rw-r--r-- 1 root root 0 Apr  1 11:43 ha123
[root@hbs ~]# ln -s ha123 liuaoni.txt 
ln: failed to create symbolic link ‘liuaoni.txt’: File exists

這里提示連接已存在，解決方案，直接覆寫它

[root@hbs ~]# ln -sf ha123 liuaoni.txt

洗掉了 ha123 ，luiaoni.txt檔案還是存在，但是是空的，顯示為紅色

[root@hbs ~]# ll -li ha123 liuaoni.txt 
33574983 -rw-r--r-- 1 root root 0 Apr  1 11:43 ha123
33631176 lrwxrwxrwx 1 root root 5 Apr  1 11:45 liuaoni.txt -> ha123
[root@hbs ~]# rm -rf ha123 
[root@hbs ~]# ll -li liuaoni.txt 
33631176 lrwxrwxrwx 1 root root 5 Apr  1 11:45 liuaoni.txt -> ha123
[root@hbs ~]#

磁盤磁區實戰操作

企業真實場景由于硬碟常年大量讀寫，經常會出現壞盤，需要更換硬碟，或者由于磁盤空間不足，需添加新硬碟，新添加的硬碟需要經過格式化、磁區才能被Linux系統所使用，虛擬機CentOS 7 Linux模擬DELL R730真實服務器添加一塊新硬碟，不需要關機，直接插入用硬碟即可，一般硬碟均支持熱插拔功能，企業中添加新硬碟的操作流程如下

檢測Linux系統識別的硬碟設備，新添加硬碟被識別為/dev/sdb，如果有多塊硬碟，會依次識別成/dev/sdc、/dev/sdd等設備名稱

[root@localhost ~]# ll /dev/sd*
brw-rw---- 1 root disk 8,  0 Mar 29 17:22 /dev/sda
brw-rw---- 1 root disk 8,  1 Mar 29 17:22 /dev/sda1
brw-rw---- 1 root disk 8,  2 Mar 29 17:22 /dev/sda2
brw-rw---- 1 root disk 8,  3 Mar 29 17:22 /dev/sda3
brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Mar 29 17:22 /dev/sdb

基于新硬碟/dev/sdb設備，創建磁盤磁區/dev/sdb1

[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb 
Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).

Changes will remain in memory only, until you decide to write the
Be careful before using the write command.

Device does not contain a recognized partition table
Building a new DOS disklabel with disk identifier 0x529a757c.
Command (m for help): m    列印幫助選單
Command action
   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)

Command (m for help): n    添加一個新磁區
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): p   選擇主磁區
Partition number (1-4, default 1): 1  編號
First sector (2048-41943039, default 2048): 
Using default value 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-41943039, default 41943039): +1G 磁區大小1G
Partition 1 of type Linux and of size 1 GiB is set

Command (m for help): w   保存退出
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

如果創建出錯了，可以按 d 洗掉錯誤磁區

重繪磁盤，查看以磁區的情況

[root@localhost ~]# partprobe 
[root@localhost ~]# fdisk -l|tail -10
Disk identifier: 0x529a757c

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048     2099199     1048576   83  Linux

Disk /dev/mapper/centos-swap: 536 MB, 536870912 bytes, 1048576 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

/dev/sdb1磁區格式化，使用mount命令掛載到/data/目錄

[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/sdb1 
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
65536 inodes, 262144 blocks
13107 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=268435456
8 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
	32768, 98304, 163840, 229376

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (8192 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

[root@localhost ~]# 
 [root@localhost ~]# mkdir -p /date      創建掛在目錄
[root@localhost ~]# mount /dev/sdb1 /date/      掛載/dev/sdb1磁區至/data/目錄
[root@localhost ~]# df -h                   查看磁盤磁區詳情
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3        30G  1.1G   29G   4% /
devtmpfs        1.9G     0  1.9G   0% /dev
tmpfs           1.9G     0  1.9G   0% /dev/shm
tmpfs           1.9G  8.6M  1.9G   1% /run
tmpfs           1.9G     0  1.9G   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1       197M  121M   77M  62% /boot
tmpfs           378M     0  378M   0% /run/user/0
/dev/sdb1       976M  2.6M  907M   1% /date
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# echo "mount /dev/sdb1 /date/" >>/etc/rc.local  將掛載磁區命令加入/etc/rc.local開機啟動

自動掛載磁區除了可以加入到/etc/rc.local開機啟動之外，還可以加入到/etc/fstab檔案中

[root@localhost ~]# blkid 
/dev/sr0: UUID="2017-09-06-10-51-00-00" LABEL="CentOS 7 x86_64" TYPE="iso9660" PTTYPE="dos" 
/dev/sda1: UUID="e2a88a04-a2f1-44d1-b77b-517ea61a0735" TYPE="xfs" 
/dev/sda2: UUID="wubYdM-dwdE-k7hm-Pf5Q-OIDE-oW49-BJflyB" TYPE="LVM2_member" 
/dev/sda3: UUID="26a3bd57-2e86-419c-850a-231b282be9ea" TYPE="xfs" 
/dev/sdb1: UUID="f98425af-9afa-42d9-a1fd-305d37833587" TYPE="ext4" 
/dev/mapper/centos-swap: UUID="ae570ad5-531e-436a-bedf-5f5df71036a0" TYPE="swap" 
[root@localhost ~]# vim /etc/fstab 
[root@localhost ~]# tail -3 /etc/fstab 
UUID=e2a88a04-a2f1-44d1-b77b-517ea61a0735 /boot                   xfs     defaults        0 0
/dev/mapper/centos-swap swap                    swap    defaults        0 0
UUID="f98425af-9afa-42d9-a1fd-305d37833587" /date      ext4    defaults 0 0

 # /dev/sdb1   /date    ext4   defaults 0 0  這樣寫也可以，寫UUID可以可以

查看磁盤磁區情況

[root@localhost ~]# lsblk 
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   30G  0 disk 
├─sda1            8:1    0  200M  0 part /boot
├─sda2            8:2    0  515M  0 part 
│ └─centos-swap 253:0    0  512M  0 lvm  [SWAP]
└─sda3            8:3    0 29.3G  0 part /
sdb               8:16   0   20G  0 disk 
└─sdb1            8:17   0    1G  0 part /date
sr0              11:0    1  4.2G  0 rom  
[root@localhost ~]#

MOUNT命令工具

Mount命令工具主要用于將設備或者磁區掛載至Linux系統目錄下，Linux系統在磁區時，也是基于mount機制將/dev/sda磁區掛載至系統目錄，將設備與目錄掛載之后，Linux作業系統方可進行檔案的存盤，

Mount命令引數詳解

handlebars
 mount [-Vh]
 mount -a [-fFnrsvw] [-t vfstype]
 mount [-fnrsvw] [-o options [,...]] device | dir
 mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir
 -V：			                顯示mount工具版本號；
 -l：			                    顯示已加載的檔案系統串列；
 -h：			                    顯示幫助資訊并退出；
 -v：			                    輸出指令執行的詳細資訊；
 -n：			                    加載沒有寫入檔案/etc/mtab中的檔案系統；
 -r：			                    將檔案系統加載為只讀模式； 
 -a：			                    加載檔案/etc/fstab中配置的所有檔案系統；
 -o:				                指定mount掛載擴展引數，常見擴展指令：rw、remount、loop等，其中-o相關指令如下：
 -o atime：						系統會在每次讀取檔案時更新檔案時間；
 -o noatime：						系統會在每次讀取檔案時不更新檔案時間；
 -o defaults:						使用預設的選項 rw,suid,dev,exec,auto,nouser等；
 -o exec                         允許執行檔被執行；
 -o user、-o nouser：				使用者可以執行 mount/umount的動作；
 -o remount：						將已掛載的系統磁區重新以其他再次模式掛載；
 -o ro：							只讀模式掛載；
 -o rw：							可讀可寫模式掛載；
 -o loop                          使用loop模式，把檔案當成設備掛載至系統目錄，
 -t：			                    指定mount掛載設備型別，常見型別nfs、ntfs-3g、vfat、iso9660等，其中-t相關指令如下：
 iso9660                         光碟或光碟鏡像；
 msdos 	                        Fat16檔案系統；
 vfat  	                        Fat32檔案系統；
 ntfs	                            NTFS檔案系統；
 ntfs-3g                          識別移動硬碟格式；
 smbfs 	                        掛載Windows檔案網路共享；
 nfs		                        Unix/Linux檔案網路共享，

企業常用Mount案例

mount  	/dev/sdb1    		/data 				掛載/dev/sdb1磁區至/data/目錄
mount 	/dev/cdrom   		/mnt 			掛載Cdrom光碟至/mnt目錄；
mount 	-t ntfs-3g   		   /dev/sdc  	/data1	掛載/dev/sdc移動硬碟至/data1目錄；
mount   -o remount,rw    	/ 		  			重新以讀寫模式掛載/系統；
mount 	-t  iso9660  -o loop  centos7.iso /mnt	將centos7.iso鏡像檔案掛載至/mnt目錄；
mount   -t fat32   /dev/sdd1            /mnt    將U盤/dev/sdd1掛載至/mnt/目錄；
mount   -t nfs 192.168.10.11:/data/    	/mnt	    將遠程192.168.10.11:/data目錄掛載至本地/mnt目錄，

總結

磁盤磁區最多只能分 4個主磁區
還有一種就是 3個主磁區，一個擴展磁區，
擴展磁區不能直接使用，需要變成邏輯磁區

fdisk磁區命令引數如下，常用引數包括m、n、p、e、d、w，

b						編輯bsd disklabel；
c						切換dos兼容性標志；
d						洗掉一個磁區；
g						創建一個新的空GPT磁區表；
G						創建一個IRIX（SGI）磁區表；
l						列出已知的磁區型別；
m						列印幫助選單；
n						添加一個新磁區；
o						創建一個新空DOS磁區表；
p						列印磁區表資訊；
q						退出而不保存更改；
s						創建一個新的空的Sun磁盤標簽；
t						更改磁區的系統ID；
u						更改顯示/輸入單位；
v						驗證磁區表；
w						將磁區表寫入磁盤并退出；
x						額外功能，

磁區工具有fdisk和gdisk，當硬碟小于2T的時候我們應該用fdisk來磁區，而當硬碟大于2T的時候則應用gdisk來進行磁區
Block空間即將被占滿, 但洗掉大檔案也沒有釋放空間
- 假設現在線上正在運行Nginx服務, Nginx產生的日志已經達到了20個G, 磁盤眼看就看沾滿了, 請問不重啟Nginx的方式如何處理
- 是會洗掉檔案, 但Nginx持續占用著檔案, 所以空間并不會被釋放
```
rm -f  access.log 
```
- 正確做法如下, 清空該檔案即可釋放檔案內容
```
> access.log
```

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