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linux 磁盤管理四部曲——(1)磁盤結構,認識分區

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最近小編整理了磁盤管理的相關知識,發現還是挺多的,所有就分了四個部分來給大家分享一下:

1、磁盤結構,認識分區

2、管理分區,文件系統格式化

3、mount掛載,/etc/fstab配置文件

4、外設連接,常見工具

這篇就先以最基礎的磁盤知識開始——磁盤結構,認識分區。(講基礎的會有些無聊,但是基礎還是很重要,所以還是希望大家詳細了解)

一、設備類型:

1)塊設備:block ,存取單位,磁盤

  字符設備:char ,存取單位字符,鍵盤

2)機械硬盤和固態硬盤

機械硬盤(HDD :即是傳統普通硬盤,主要由:盤片,磁頭,盤片轉軸及控制電機,磁頭控制器,數據轉換器,接口,緩存等幾個部分組成。機械硬盤中所有的盤片都裝在一個旋轉軸上,每張盤片

之間是平行的,在每個盤片的存儲面上有一個磁頭,磁頭與盤片之間的距離比頭發絲的直徑還小,所有的磁頭聯在一個磁頭控制器上,由磁頭控制器負責各個磁頭的運動。磁頭可沿盤片的半徑方向運動,加上盤片每分鐘幾千轉的高速旋轉,磁頭就可以定位在盤片的指定位置上進行數據的讀寫操作。數據通過磁頭由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁盤上,也可以通過相反方式讀取。硬盤為精密設備,進入硬盤的空氣必須過濾。

固態硬盤(SSD :用固態電子存儲芯片陣列而制成的硬盤,由控制單元和存儲單元(FLASH 芯片、DRAM 芯片)組成。固態硬盤在接口的規範和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同,

在產品外形和尺寸上也與普通硬盤一致。

比較:

相較於HDD SSD 在防震抗摔、傳輸速率、功耗、重量、噪音上有明顯優勢,SSD 傳輸速率性能是HDD 2

相較於SSD HDD 在價格、容量、使用壽命上占有絕對優勢

硬盤有價,數據無價,目前SSD 不能完全取代HHD

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3)設備文件

① 磁盤設備的設備文件命名:/dev/DEV_FILE

② 不同磁盤標識:a-z,aa,ab…

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

同一設備上的不同分區:1,2, ...

/dev/sda1, /dev/sda5

③ 硬盤存儲術語

  head :磁頭

  track :磁道

  cylinder: 柱面

  secotr: 扇區,512bytes(最小單位)

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④ HDD磁盤結構

CHS

512bytes * 64 sector/track * 1024 track/盤面 256 head磁頭數(盤面數) 8G

扇區 扇區數/磁道 磁道/盤面

( 512bytes * 64 sector/track * 256 )一個柱面的大小:8M * 1024磁道 =8G

單位:B KB MB GB TB PB EB ZB YB BB NB DB

4)如何使用分區空間?(後邊會詳細講解每一步)

① 設備識別

② 設備分區

③ 文件系統類型格式化

④ 在/etc/fstab 文件中創建條目

⑤ mount 掛載新的文件系統

5)為什麽分區?

① 優化I/O 性能

② 實現磁盤空間配額限制

③ 提高修復速度

④ 隔離系統和程序

⑤ 安裝多個OS

⑥ 采用不同文件系統

6)兩種尋址方法:CHSLBA

CHS:

  采用24bit 位尋址

  其中前10 位表示cylinder ,中間8 位表示head ,後面6 位表示sector。 。

  最大尋址空間8GB

LBA logical block addressing):

  LBA 是一個整數,通過轉換成CHS 格式完成磁盤具體尋址

  LBA 采用48 bit 位尋址

  最大尋址空間128PB

由於CHS 尋址方式的尋址空間在大概8GB 以內,所以在磁盤容量小於大概8GB 時,可以使用CHS 尋址方式或是LBA 尋址方式;在磁盤容量大於大概8GB 時,則只能使用LBA 尋址方式

二、分區介紹

兩種分區方式:MBR GPT

1MBR: Master Boot Record 1982年, 使用32位表示扇區數 , 分區不超過2T

如何分區:按柱面

  0 磁道0 扇區:512bytes

  446bytes: boot loader

  64bytes :分區表

    16bytes: 標識一個分區

  2bytes: 55AA,結束標誌

4 個主分區;3 主分區+1 擴展(N 個邏輯分區)

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分區表(DPT)結構

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2)硬盤主引導記錄MBR 主要由 3 個部分組成

主引導程序(偏移地址0000H--0088H ),它負責從活動分區中裝載,並運行系統引導程序。

出錯信息數據區,偏移地址0089H--00E1H 為出錯信息,00E2H--01BDH 全為0 字節。

分區表(DPT,Disk Partition Table )含4 個分區項,偏移地址01BEH--01FDH, 每個分區表項長16 個字節,共64 字節為

分區項1 、分區項2 、分區項3 、分區項4

結束標誌字,偏移地址01FE--01FF 2 個字節值為結束標誌 55AA

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3GPT分區

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

使用128 UUID(Universally Unique Identifier) 表示磁盤區 和分區 GPT 分區表自動備份在頭和尾兩份,並有CRC 校驗位

UEFI ( 統一擴展固件接口) 硬件支持GPT ,使操作系統啟動

② EFI部分又可以分為4個區域:EFI信息區(GPT)、分區表、GPT分區、備份區域

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第一篇基礎就這些了,下一篇就是精彩的操作了,不要錯過~~~

          希望對大家有幫助,有什麽錯誤請告訴我~技術分享

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