磁盘基本概念:
硬盘结构:盘片+磁头(盘片可以有多个),工作时盘片高速运转,磁头读取数据
U盘、SSD固态硬盘是用闪存来制作的设备,没有盘片和磁头
Linux磁盘文件名:
Linux所有设备都抽象为文件保存在 /dev 目录下
早期的IDE接口的磁盘在linux中的文件名为 /dev/hd[a-z]
SATA/USB/SAS 等磁盘接口都是使用SCSI模块来驱动,因此这些接口的磁盘装置文件都为:/dev/sd[a-z],
不过近年来大部分linux发行版本已经将IDE界面的磁盘文件名也仿真成SATA一样了,所以不必再关心不同接口磁盘装置文件名问题了,不过还有虚拟磁盘;
虚拟磁盘的文件名为:/dev/vd[a-p]
如果你的电脑上插了多个磁盘,这时就要根据Linux核心侦测到磁盘的顺序来决定他的装置文件名了。(跟实际插槽代号无关)
磁盘分区机制:
主流的磁盘分区机制有两种:
MBR(Master Boot Record)格式和 GPT(GUID partition table)格式;
分区是软件概念;
MBR的分区格式:
早期的Linux系统为了兼容Windows的磁盘,使用的是支持Windows的MBR的方式来处理开机管理程序与分区表;
开机管理记录和分区表通通放在磁盘的第一个扇区,这个扇区通常是512bytes大小,里面保存了这两个数据:
1、主要启动记录区:可以安装开机管理程序的地方,有446bytes
2、分区表:记录整颗分区的状态,有64bytes
其实所谓的 分区 只是针对那个64bytes的分区表进行设定而已
MBR支持的分区数量有限:四个分区记录(主分区或扩展分区);
MBR分区机制大多使用在BIOS的PC设备;
MBR支持32bit和64bit;
MBR只能分区2.2T的硬盘,超过2T的硬盘将只能使用2.2T空间(有第三方工具可以解决);
将硬盘分区超过四个分区槽:
在上图中,硬盘的四个分区记录只适用了两个,P1为主分区(Primary),P2为扩展分区(Extended),然后在扩展分区内继续做分区的记录,
这五个由扩展分区继续切出来的分区,称为逻辑分区(Logical partition)
注意:
扩展分区是不能被格式化的(它是不能用的),它的作用就是占用一个主分区,然后区分成多个逻辑分区
上图的分区槽在linux系统中的装置文件名分别如下:
P1:/dev/sda1
P2:/dev/sda2
L1:/dev/sda5
L2:/dev/sda6
L3:/dev/sda7
L4:/dev/sda8
L5:/dev/sda9
为什么没有 /dev/sda3 和 /dev/sda4 呢?
因为前面四个号码都是保留给主分区或扩展分区用的!逻辑分区的装置名称号码都是由5号开始
由于硬盘的第一个扇区所记录的是分区表和MBR,而且只要读取硬盘都会先由这个扇区读起,所以如果硬盘的第一个扇区物理实体坏掉了,那这个硬盘就没用了
GPT分区格式:
过去一个扇区大小是512bytes,现在已经有4k的扇区设计出现。为了兼容所有的硬盘,在扇区的定义上,大多会使用逻辑区块地址(Logical Block Address,LBA)来处理,GPT将硬盘所有区块以此LBA来规划,第一个LBA称为LBA0(从0开始编号)
GPT使用了34个LBA区块来记录分区!同时与过去MBR仅有一的区块,被干掉就死光光的情况不同, GPT除了前面34个LBA之外,整个硬盘的最后33个LBA也拿来作为另一个备份
LBA0 (MBR 相容区块)
与MBR模式相似的,这个相容区块也分为两个部份,一个就是跟之前446 bytes相似的区块,储存了第一阶段的开机管理程式!而在原本的分区表的记录区内,这个相容模式仅放入一个特殊标志的分割,用来表示此硬盘为GPT格式之意。
LBA1 (GPT 表头纪录)
这个部份记录了分区表本身的位置与大小,同时纪录了备份用的GPT分割,, 同时放置了分区表的检验机制码(CRC32 ),作业系统可以根据这个检验码来判断GPT 是否正确。若有错误,还可以通过这个记录区来取得备份的GPT
LBA2-33 (实际记录分区数据处)
从LBA2区块开始,每个LBA都可以记录4笔分割记录,所以在预设的情况下,总共可以有4*32 = 128笔分割记录喔!因为每个LBA有512bytes,因此每笔记录用到128 bytes的空间,除了每笔记录所需要的识别码与相关的记录之外,GPT在每笔记录中分别提供了64bits来记载开始/结束的磁区号码,因此,GPT分割表对于单一分割槽来说,他的最大容量限制就会在『 2 64 * 512bytes = 2 63 * 1Kbytes = 2 33 *TB = 8 ZB 』,要注意1ZB = 2 30 TB
GPT 分区已经没有所谓的主分区、扩展分区、逻辑分区的概念,每一个分区都可以拿来格式化使用
GPT向后兼容MBR
必须使用64位
GPT必须在支持UEFI的硬盘上才能使用
FDISK分区工具:
fdisk是一个基于MBR的分区工具,它是无法使用GPT格式分区的