一、磁盘存储基础与块设备原理

1.1 磁盘物理结构与存储逻辑

块存储与扇区：磁盘通常被称为块存储设备，基础存储单位为扇区（512字节），Linux 系统通常将多个扇区组合为 4KB 大小的存储块进行数据存取。

块级占用机制：数据写入磁盘时，即使数据大小不足 4KB，也会占用一个完整的存储块空间；新文件写入不会复用已占用块的空闲部分，而是分配新的存储块。

1.2 设备命名与分区规则

设备文件命名规范：Linux 中磁盘设备位于 `/dev` 目录下，命名遵循特定规则，如 sd 开头代表 SCSI 接口类型，后续字母（a, b, c...）代表磁盘序号，数字（1, 2, 3...）代表分区序号。

分区限制：介绍了主分区和扩展分区的概念，指出主分区序列号限制在 1-4，扩展分区可进一步划分为逻辑分区。

二、磁盘管理实战操作流程

2.1 磁盘识别与分区

设备识别：使用 disk -l 命令查看当前系统识别的所有磁盘及分区信息，确认新添加的硬盘（如 /dev/sdb）已被系统识别。

分区操作：使用 fdisk 工具对磁盘进行分区的操作逻辑，并指出分区后需重启或使用热插拔命令使系统重新识别分区表。

2.2 Linux 磁盘添加到服务器 

2.2.1 添加硬盘

fidsk命令

1 | fdisk  [磁盘设备]
2 | fdisk  -l  [磁盘设备]  #一般常用-l

查看磁盘有无添加成功？ fdisk -l

2.2.2 对磁盘进行"分区"

分区创建与保存：运行 fdisk /dev/sdb 进入交互模式，通过 n 创建新分区，p 查看分区信息，w 将内存中的分区表写入磁盘并生效。

分区参数设定：创建主分区时，系统默认起始扇区为 2048（预留引导空间），结束位置可通过 +5G 指定大小或直接回车使用剩余全部空间。
fdisk /dev/sdb 表示对这块磁盘进行分区 
/dev/sdb1   /dev/sdb2   /dev/sdb3

2.2.3 把磁盘分区"格式化"为指定的"文件系统"

格式化操作：使用 mkfs -t xfs /dev/sdb1 命令将分区格式化为 xfs 文件系统，以便系统能识别和管理该存储空间。
xfs ext4
mkfs -t xfs /dev/sdb1

2..2.4 把磁盘分区"挂载"给指定的目录使用

挂载作用：通过 mount 命令将设备文件的空间共享给指定目录使用，实现目录与磁盘空间的关联。

mount命令 挂载文件系统、ISO镜像到指定文件夹

1 | mount  [ -t 类型 ]  存储设备  挂载点目录

挂载与验证：创建挂载点目录（如 /data1），执行 mount /dev/sdb1 /data1完成挂载，并通过 df -hT查看挂载状态及空间占用情况。
mount 设备文件  挂载点
mount /dev/sdb1 /data1

挂载注意事项：挂载时必须使用绝对路径，且 `mount` 命令执行的挂载仅在当前会话有效，重启后失效。

2.2.5 永久挂载配置

配置文件修改：编辑 /etc/fstab文件，在任意一行添加挂载信息，格式为“设备文件 挂载点 文件系统类型 参数 备份 检查”。

参数详解：defaults 表示使用默认挂载参数，两个 0 分别表示不进行容灾备份和开机磁盘检查。

刷新挂载：执行 mount -a 命令重新加载 /etc/fstab 配置，使挂载立即生效。

df命令

1 | df  [选项]  [文件]

验证方法：使用 df -hT 命令查看挂载状态，确认设备已正确挂载至指定目录。

h：human-readable，用 G/M 显示，看得懂 T：type，显示文件系统类型（xfs、ext4 等）

三、MBR分区表架构与类型解析

3.1 分区类型与功能定义

主分区（Primary）：可直接使用的独立空间，类比为可直接入住的房间。MBR 分区表限制一块磁盘最多只能有 4 个主分区。

扩展分区（Extended）：用于突破 4 个主分区限制的容器，本身不能直接存储数据，但可在其内部划分逻辑分区。

逻辑分区（Logical）：在扩展分区内部划分出的可用空间，类比为扩展分区内隔出的子房间，用于实际存储数据。

举例200平房子要隔间后才方便使用。

3.2 分区策略与空间规划

突破限制策略：当需要超过 4 个分区时，必须将其中一个主分区改为扩展分区，并在扩展分区内创建逻辑分区。

突破限制策略：当需要超过 4 个分区时，必须将其中一个主分区改为扩展分区，并在扩展分区内创建逻辑分区。

3.3 分区操作流程

fdisk命令 查看或管理磁盘分区

1 | disk  -l  [磁盘设备] 
2 | fdisk     [磁盘设备]

分区工具使用：使用 fdisk 命令对磁盘（如 /dev/sdb）进行分区操作，依次创建主分区或逻辑分区。

分区命名规则：创建的分区将以“磁盘名称+数字”（如 sdb1, sdb2）的形式命名。

四、文件系统核心作用与原理

4.1 数据存储与定位机制

元数据管理：文件系统负责记录文件在磁盘上的具体物理位置（如扇区号），确保系统能准确读写数据。

存储空间管理：负责分配和回收磁盘空间，确保文件数据能有序地存储在磁盘的指定位置。

4.2 权限与访问控制

访问权限校验：当用户尝试打开或编辑文件时，文件系统会介入管理，验证用户是否具备相应的读写或执行权限。

系统交互桥梁：作为内核与物理磁盘之间的接口，文件系统将底层的块设备抽象为目录树结构，供上层应用使用。

总结

添加磁盘进来的最终的目的是给多个不同的目录使用。
如创建6个分区 给6个不同的目录使用。

Linux 有个规则：磁盘最多只能创建4个主分区（给目录用）。当100G空间时，划分3个主分区（20G/分区）剩余40G。40G的空间先创建为扩展分区（这个分区无法直接给目录使用，需要在扩展分区内创建逻辑分区才能使用）。第四个分区（逻辑）10G 、第五个分区（逻辑）10G 、第六个分区（逻辑）20G。

1 | 磁盘中掌握的命令：
2 | 
3 | ##查看系统磁盘的信息： fdisk -l
4 |
5 | ##查看分区的信息：lsblk 
6 |
7 | ##对磁盘进行分区操作：fdisk /dev/sdb 
8 |
9 |##格式化文件系统
10|mkfs -t xfs /dev/sdb1（分区）或者 mkfs.xfs /dev/sdb1
11| 
12|##临时挂载的命令：
13|mount /dev/sdb1 /data 
14|      设备文件    挂载点
15|#挂载特殊设备：mount -o  
16|
17|##永久挂载的信息：/etc/fstab  ## 刷新 mount -a 
18|
19|##查看分区的挂载信息：df -hT
20|
21|#解挂载：umount 
22|
23|#经典的故障：解挂载失umount -f