0. LBA(Logical Block Address)
每个盘面上同心圆的周长不一样,如果按照每个磁道拥有相同数量的扇区,那么靠近盘面外围的磁道密度肯定比内圈更加稀疏。显然这样是十分浪费空间的,但是如果不同的磁道扇区数不同,计算起来就十分麻烦。为了屏蔽这些复杂的硬件细节,现代的硬盘普遍使用一种叫做 LBA(Logical Block Address)的方式。即整个磁盘所有的扇区从 0 开始编号,一直到最后一个扇区,这个扇区编号叫做逻辑扇区号。逻辑扇区号抛弃了所有复杂的磁道、盘面之类的概念。当我们给出一个逻辑扇区号时,硬盘的电子设备会将其转换成实际的盘面,磁道等这些位置。
1. LVM(logical volume manager)
Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制。为什么要提出LVM的概念和机制?
Linux用户安装 Linux 操作系统时遇到的一个常见的难以决定的问题就是如何正确地评估各分区大小,以分配合适的硬盘空间。普通的磁盘分区管理方式在逻辑分区划分好之后就无法改变其大小,当一个逻辑分区存放不下某个文件时,这个文件因为受上层文件系统的限制,也不能跨越多个分区来存放,所以也不能同时放到别的磁盘上。而遇到出现某个分区空间耗尽时,解决的方法通常是使用符号链接,或者使用调整分区大小的工具,但这只是暂时解决办法,没有从根本上解决问题。随着Linux的逻辑卷管理功能的出现,这些问题都迎刃而解,用户在无需停机的情况下可以方便地调整各个分区大小。
一些基本术语:
- 物理存储介质,指系统的物理存储设备,/dev/hda、/dev/sda 是存储系统最底层的存储单元;
- 物理卷(Physical volume,PV):指磁盘分区或从逻辑上与磁盘分区具有同样功能的设备(如RAID),是LVM的基本存储逻辑块,但和基本的物理存储介质(如分区、磁盘等)比较,却包含有与LVM相关的管理参数。
- 卷组(Volume Group,VG):类似于非LVM系统中的物理磁盘,其由一个或多个物理卷PV组成。可以在卷组上创建一个或多个LV(逻辑卷)。
- 逻辑卷(Logical Volume,LV):类似于非LVM系统中的磁盘分区,逻辑卷建立在卷组VG之上。在逻辑卷LV之上可以建立文件系统(比如/home或者/usr等)。
- 物理块(Physical Extent,PE):每一个物理卷PV被划分为称为PE(Physical Extents)的基本单元,具有唯一编号的PE是可以被LVM寻址的最小单元。PE的大小是可配置的,默认为4MB。所以物理卷(PV)由大小等同的基本单元PE组成。
- 逻辑块(Logical Extent,LE):逻辑卷LV也被划分为可被寻址的基本单位,称为LE。在同一个卷组中,LE的大小和PE是相同的,并且一一对应。
如下图为 LVM 的抽象模型:
如下图所示,为整个 Linux 磁盘的分层管理:
下图为 LVM 的架构图: