• linux 磁盘管理三部曲——(1)磁盘结构,认识分区


    最近小编整理了磁盘管理的相关知识,发现还是挺多的,所有就分了三个部分来给大家分享一下:

    1、磁盘结构,认识分区

    2、管理分区,文件系统格式化

    3、mount挂载,/etc/fstab配置文件

    这篇就先以最基础的磁盘知识开始——磁盘结构,认识分区。(讲基础的会有些无聊,但是基础还是很重要,所以还是希望大家详细了解)

    一、磁盘介绍

    1、设备类型

    (1)快设备/字符设备

    块设备:block ,存取单位,磁盘

    字符设备:char ,存取单位字符,键盘

    (2)机械硬盘和固态硬盘

    ① 机械硬盘(HDD :即是传统普通硬盘,主要由:盘片,磁头,盘片转轴及控制电机,磁头控制器,数据转换器,接口,缓存等几个部分组成。机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上,每张盘片

    之间是平行的,在每个盘片的存储面上有一个磁头,磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小,所有的磁头联在一个磁头控制器上,由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动,加上盘片每分钟几千转的高速旋转,磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。数据通过磁头由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上,也可以通过相反方式读取。硬盘为精密设备,进入硬盘的空气必须过滤。

    ② 固态硬盘(SSD :用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH 芯片、DRAM 芯片)组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同,

    在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。

    ③ 比较:

    相较于HDD SSD 在防震抗摔、传输速率、功耗、重量、噪音上有明显优势,SSD 传输速率性能是HDD 2

    相较于SSD HDD 在价格、容量、使用寿命上占有绝对优势

    硬盘有价,数据无价,目前SSD 不能完全取代HHD

     

    2、设备文件

    ① 磁盘设备的设备文件命名:/dev/DEV_FILE

    ② 不同磁盘标识:a-z,aa,ab…

    /dev/sda, /dev/sdb, ... /dev/sdaa,/dev/sdab...

    同一设备上的不同分区:1,2, ...

    /dev/sda1, /dev/sda5

    ③ 硬盘存储术语

      head :磁头

      track :磁道

      cylinder:  柱面

      secotr:  扇区,512bytes(最小单位)

     ④ HDD磁盘结构

    CHS

    512bytes    *   64 sector/track    *    1024  track/盘面       256   head磁头数(盘面数)   8G

      扇区                 扇区数/磁道                       磁道/盘面                       

    ( 512bytes    *   64 sector/track    *   256 )一个柱面的大小:8M  * 1024磁道 =8G

    单位:B KB MB GB TB PB EB ZB YB BB NB DB

    3、如何使用分区空间?(后边会详细讲解每一步)

    ① 设备识别

    ② 设备分区

    ③ 文件系统类型格式化

    ④ 在/etc/fstab 文件中创建条目

    ⑤ mount 挂载新的文件系统

    4、为什么分区?

    ① 优化I/O 性能

    ② 实现磁盘空间配额限制

    ③ 提高修复速度

    ④ 隔离系统和程序

    ⑤ 安装多个OS

    ⑥ 采用不同文件系统

    5、两种寻址方法:CHS和LBA

     CHS:

      采用24bit 位寻址

      其中前10 位表示cylinder ,中间8 位表示head ,后面6 位表示sector。 。

      最大寻址空间8GB

    LBA logical block addressing):

      LBA 是一个整数,通过转换成CHS 格式完成磁盘具体寻址

      LBA 采用48 bit 位寻址

      最大寻址空间128PB

    由于CHS 寻址方式的寻址空间在大概8GB 以内,所以在磁盘容量小于大概8GB 时,可以使用CHS 寻址方式或是LBA 寻址方式;在磁盘容量大于大概8GB 时,则只能使用LBA 寻址方式

    二、分区介绍

    两种分区方式:MBR GPT

    1、MBR

    MBR: Master Boot Record 1982年, 使用32位表示扇区数 , 分区不超过2T

    (1)如何分区:按柱面

      0 磁道0 扇区:512bytes

      446bytes: boot loader

      64bytes :分区表

        16bytes:  标识一个分区

      2bytes: 55AA,结束标志

    (2)4 个主分区;3 主分区+1 扩展(N 个逻辑分区)

     

    (3)分区表(DPT)结构

     

    4)硬盘主引导记录MBR 主要由 3 个部分组成

    主引导程序(偏移地址0000H--0088H ),它负责从活动分区中装载,并运行系统引导程序。

    出错信息数据区,偏移地址0089H--00E1H 为出错信息,00E2H--01BDH 全为0 字节。

    分区表(DPT,Disk Partition Table )含4 个分区项,偏移地址01BEH--01FDH, 每个分区表项长16 个字节,共64 字节为

    分区项1 、分区项2 、分区项3 、分区项4

    结束标志字,偏移地址01FE--01FF 2 个字节值为结束标志 55AA

     

    2、GPT分区

    ① GPT:GUID Globals Unique Identifierspartitiontable  支持128个分区,使用64 位,支持8Z512Byte/block 64Z 4096Byte/block

    使用128 UUID(Universally Unique Identifier)  表示磁盘区 和分区 GPT 分区表自动备份在头和尾两份,并有CRC 校验位

    UEFI ( 统一扩展固件接口) 硬件支持GPT ,使操作系统启动

    ② EFI部分又可以分为4个区域:EFI信息区(GPT)、分区表、GPT分区、备份区域

     

      第一篇基础就这些了,下一篇就是精彩的操作了,不要错过~~~

              希望对大家有帮助,有什么错误请告诉我~

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