Linux磁盘和文件系统知识总结

硬盘操作

为什么要给硬盘分区？

如果你需要在一块硬盘上用到多个文件系统，那么你就需要对硬盘进行分区，以便用不同的分区支持不同的文件系统。（但一个硬盘只能有一个分区表！）反过来说，如果你整块硬盘都用同样的文件系统，那么就可以不对硬盘分区。

Linux服务器硬盘该选择什么分区表？

需要分区的话推荐无脑GPT。

MBR分区工具--fdisk

GPT分区工具--gdisk

两者都是引导式的分区工具，做出更改后只要不写入，程序就不会对硬盘做出任何操作。

还有一个parted，它是非交互式的分区工具。

硬盘可以不分区直接用吗？

硬盘可以不分区，直接格式化（文件系统格式）挂载好就能拿来用（如果想保持开机生效一定不要忘了修改/etc/fstab文件！）对于不分区的硬盘，系统会把它的分区表类型标记为loop。但实际上，loop并不是一种分区表类型。至于为什么会显示loop，是因为parted命令在（设置了LVM？）的这块硬盘上找不到分区表。

参考连接：hard disk - Is partition table type "loop" a good or bad idea on BTRFS? - Unix & Linux Stack Exchange

区别概念：loop设备

parted /dev/sdc print
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdc: 5369MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: loop
Disk Flags: 

Number  Start  End     Size    File system  Flags
 1      0.00B  5369MB  5369MB  xfs

sector size（扇区大小）与block size（块大小）

sector size是关于硬盘最小的存储单位扇区大小的描述（物理层面），而block size则是属于文件系统层面的概念。

文件系统不是一个扇区一个扇区的来读数据，太慢了，所以有了block（块）的概念，操作系统是通过块和簇为单位进行读写的。也就是说一个块可以由一个或多个扇区组成。

文件系统

服务器硬盘的block大小必须是4k吗？

不必须，block本身有一些限制，摘自《鸟哥的Linux私房菜》

 原则上，block 的大小与数量在格式化完就不能够再改变了(除非重新格式化)；
 每个block 内最多只能够放置一个文件的数据；
 承上，如果文件大于block 的大小，则一个文件会占用多个block 数量；
 承上，若文件小于block ，则该block 的剩余容量就不能够再被使用了(磁盘空间会浪费)。

总的来说，如果block设置过大，会造成磁盘空间的浪费，但设置的过小会造成硬盘频繁读写，降低效率。可以根据服务器的用途来判断需要对文件系统设置多少block size。不过，因为现在的硬盘容量都很大，一般都无脑选择4k的容量。xfs文件系统默认的block size是4096字节，也可以通过mkfs.xfs追加-b参数来修改block size。

什么是4k对齐？

原先硬盘的每个扇区容量是512字节bytes，后来随着硬盘容量的扩大，每个扇区的容量扩大到4096字节。为了和硬盘的物理扇区保持对齐，文件系统将block（Linux）/cluster簇（Windows）的大小也设置为4096字节，这种操作就是4k对齐。

Linux如何验证4k对齐？

比较新的文件系统默认4k对齐，对于GPT分区的硬盘可以使用parted /dev/sda unit s print来查看验证

parted /dev/sdb unit s print
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20971520s
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: 

Number  Start  End       Size      File system  Name              Flags
 1      2048s  2099199s  2097152s  xfs          Linux filesystem

start扇区可以被8整除就表示4k对齐了。

dumpe2fs和tune2fs最高支持ext4文件系统，不支持xfs。