磁盘管理

　　一、分区概念

　　硬盘分区是指将硬盘的整体存储空间划分成多个独立的区域，分别用于安装操作系统，应用程序以及存储数据文件等。例如Windows系统也分为CDEFG盘，其中C盘一般作为安装操作系统的盘。这些盘就是一个个在物理硬盘上创建的独立的逻辑单元（分区）。

　　在分区之前，应该做一些准备和计划工作，包括一块硬盘要划分几个分区，每个分区应该有多大的容量，以及每个分区准备使用什么文件系统等等。从文件存放和管理方便，容易和快捷出发，建议将硬盘划分成多个分区，用来存放不同类型的文件。

　　硬盘分区从实质上说就是对硬盘的一种格式化。

　　硬盘分区的格式分为MBR和GPT两种：

　　（1）MBR分区：

　　MBR是主引导记录(Master Boot Record)的英文缩写，在传统硬盘分区模式中，引导扇区是每个分区（Partition）的第一扇区，而主引导扇区是硬盘的第一扇区。为了方便计算机访问硬盘，把硬盘上的空间划分成许许多多的区块（英文叫sectors，即扇区），然后给每个区块分配一个地址，称为逻辑块地址（即LBA）。

　　在MBR磁盘的第一个扇区内保存着启动代码和硬盘分区表。启动代码的作用是指引计算机从活动分区引导启动操作系统（BIOS下启动操作系统的方式）；分区表的作用是记录硬盘的分区信息。

　　在MBR中，分区表的大小是固定的，一共可容纳4个主分区信息。在MBR分区表中逻辑块地址采用32位二进制数表示，因此一共可表示2^32（2的32次方）个逻辑块地址。如果一个扇区大小为512字节，那么MBR硬盘最大分区容量仅为2TB。

　　Tips：

1. 单个分区大小不能超过2TB
2. 主分区最多4个,如果分区多于4个,就要将其中一个分区设置为1个扩展分区(占用1个主分区的位置)，然后在扩展分区内建立逻辑分区(逻辑分区的序号永远从5开始)。

　　（2）GPT分区

　　GPT是GUID磁碟分割表（GUID Partition Table）的缩写，含义“全局唯一标识磁盘分区表”，是一个实体硬盘的分区表的结构布局的标准。

　　在GTP磁盘的第一个数据块中同样有一个与MBR（主引导记录）类似的标记，叫做PMBR。PMBR的作用是，当使用不支持GPT的分区工具时，整个硬盘将显示为一个受保护的分区，以防止分区表及硬盘数据遭到破坏。UEFI并不从PMBR中获取GPT磁盘的分区信息，它有自己的分区表，即GPT分区表。

　　GPT的分区方案之所以比MBR更先进，是因为在GPT分区表头中可自定义分区数量的最大值，也就是说GPT分区表的大小不是固定的。在Windows中，微软设定GPT磁盘最大分区数量为128个。另外，GPT分区方案中逻辑块地址（LBA）采用64位二进制数表示，可以表示2^64个逻辑块地址。除此之外，GPT分区方案在硬盘的末端还有一个备份分区表，保证了分区信息不容易丢失。

　　Tips：

1. 没有主分区、扩展分区和逻辑分区，全部采用GUID来标识，最多支持128个分区；
2. 可以支持2TB以上的分区
3. GPT分区方案在硬盘的末端还有一个备份分区表，保证了分区信息不容易丢失。

　　二、实验前准备

　　给虚拟机添加一块全新的硬盘盘（NVMe，容量 20GB）

　　（1）由于NVMe硬盘不能热插拔，所以需要将虚拟机关机

　　命令：shutdown -h now

　　Tips：-h关机后不启动 -r关机后立即启动

　　　　   -t xxx（数字）几秒后关机  -c取消一个shutdown进程

　　（2）在VMware左边的菜单栏上右键点击想要新增硬盘的虚拟机，选择设置，打开虚拟机设置界面。

　　在下方点击添加，硬件类型选择硬盘-》NVMe（V）-》创建新的虚拟磁盘-》磁盘大小选择20GB（将虚拟磁盘拆分为多个文件）-》完成

　　三、分区的基本操作方法

　　（1）MBR基本分区的操作方法：

　　A. 查看磁盘：fdisk -l 

　　B. 进入fdisk操作界面：fdisk /dev/nvme0n2（按m可以查看帮助）、

　　C. 建立分区（大小为2G）

　　创建分区成功后，可以使用命令p查看当前分区

　　最后，一定要牢记使用w保存创建的分区

　　D. 让内核加载新的分区信息

　  　partprobe  ##重新读取分区信息

 　　 lsblk ##查看块设备的信息

　　Tips：

　　在使用fdisk创建分区时，我们会使用partprobe命令可以使kernel重新读取分区信息，从而避免重启系统，但是有时候会遇到下面错误信息“Warning: Unable to open /dev/sr0 read-write (Read-only file system). /dev/sr0 has been opened read-only.”（如上图所示）

　　其实不要担心和紧张， /dev/sr0是光驱（CD Drive），因为运行partprobe时没有指定设备，所以它会检查所有的块设备（block devices），由于光驱是read-only，所以报上述告警信息。但是partprobe命令还是成功执行的。

　　其实避免这个错误也很简单，你只需要使用partprobe检查、扫描指定设备即可。

　　E. 创建文件系统（对分区进行格式化）

　　F. 挂载（将块设备映射到系统上的指定目录上，实现对数据的读写）

　　临时挂载：

　　Tips：df -Th   ##查看磁盘大小

　　　　   df -i     ##查看inode：文件的字节数，拥有者id，组id，权限，改动时间，链接数，数据block的位置

　　永久挂载：配置文件/etc/fstab，建议用硬件唯一标识符UUID来挂载

　　blkid ##显示可用块设备的信息，用于指定的键值对搜索一个设备，或是显示一个或多个设备的键值对

　　记录下该块设备的UUID后，在配置文件/etc/fstab中写入配置信息

　　确定保存后，重新挂载一次（mount -a），然后进行挂载点创建一个文件以供测试，确定新建的分区可以正常使用。

　　Tips：磁盘设备的常见命名（X代表磁盘号，Y代表分区号，Z代表总线号）： 

　　/dev/hdXY：机械硬盘（IDE等） 

　　/dev/sdXY：机械硬盘（SATA/SCSI）/U盘 

　　/dev/vdXY：虚拟磁盘 

　　/dev/nvmeZnXpY：NVMe协议硬盘 

　　/dev/sr0：光驱 

　　/dev/mapper/part_name-dir_name：映射磁盘（LVM或者网络磁盘）

　　（2）GPT基本分区的操作方法：

　　A. 为虚拟机再添加一个新的硬盘nvme0n3

　　B.  新硬盘分区：gdisk /dev/nvme0n3（按?查看帮助）

　　通过帮助可以知道，常用命令n是新建一个分区，p是打印分区表，d是删除一个分区，w是保存设置并退出。详情如下：

　　最后按下w保存分区设置并退出。

　　最后使用命令lsblk查看块设备信息，此时已经可以看到刚新建的分区了

　　C. 格式化（此处用ext4文件系统）

　　D. 挂载（这里只演示永久挂载）

　　由于做gdisk的教学开始，与做fdisk使用的是两台不同的电脑，所以硬盘分区/dev/nvme0n2p1等块设备的UUID与前面的不一致，请谅解。

　　（3）使用命令parted进行分区操作

　　parted和fdisk类似，先选择要进行分区操作的硬盘/dev/nvme0n4

　　A. 创建分区

　　选择了/dev/nvme0n2作为我们操作的磁盘，接下来需要创建一个分区表(在parted中可以使用help命令打印帮助信息)：

　　mklabel   ##创建一个新的分区表 

　　B. 完成分区操作

　　创建好分区表以后，接下来就可以进行分区操作了，执行mkpart命令，分别输入分区名称，文件系统和分区的起止位置。

　　Tips：

　　Start和End可以用百分比表示，比如0%和50%

　　使用print查看分区详情

　　C. 删除分区

　　如果分区错了，可以使用rm命令删除分区，比如我们要删除上面的分区，然后打印删除后的结果。

　　首先再创建一个分区

　　使用rm删除多余的分区

　　D. 格式化和挂载（与fdisk相同，下略）