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Linux 磁碟基本概念(磁碟、分割槽、MBR、GPT)

1. CHS(Cylinder-Head-Sector):

was an early method for giving addresses to each physical block of data on a hard disk drive.

1.1 Cylinder(柱面):

A cylinder comprises(包含,由…組成)【k?m'pra?z】 the same track number on each platter,

spanning(橫跨) all such tracks across(橫穿) each platter surface that is able to store data (without regard to whether or not the track is "bad").

Thus, it is a three-dimensional structure.

Any track comprising part of a specific cylinder can be written to and read from while the actuator assembly remains stationary,

and one way in which hard drive manufacturers have increased drive access speed has been by increasing the number of platters which can be read at the same time.

1.2 Head(磁頭):

A device called a head reads and writes data in a hard drive by manipulating the magnetic(有磁性的) [m?g'net?k] medium that composes the surface of an associated disk platter.

一個磁頭讀取的最基本單位是一個Head,每個Head大小512bytes

1.3 Sector(扇區):

A sector is the smallest storage unit that is addressable(可定址的) by a hard drive, and all information stored by the hard drive is recorded in sectors.

象切蛋糕

File:Cylinder Head Sector.svg

1.4 Track

1.5 Block

2. 磁碟在Linux中的表示

2.1 Linux所有裝置都被抽象為一個檔案,儲存在/dev/目錄下

2.2 磁碟按介面分為:(IDESATA、SAS、SCSI、USB

2.2.1 IDE磁碟名稱一般為:hd【a-z】,【a-z】代表第幾塊磁碟;

2.2.2 SATA磁碟、SAS硬碟、SCSI硬碟、USB磁碟名稱一般為:sd【a-z】,【a-z】代表第幾塊磁碟;

例如:第一塊sata磁碟表示為:/dev/sda

第二塊sata磁碟表示為/dev/sdb

底下列出幾個常見的裝置與其在Linux當中的檔名

3. 分割槽概念

3.1 將一個磁碟邏輯的分為幾個區,每個區當做獨立磁碟,以方便使用和管理

不同分割槽的名稱一般為:裝置名稱+分割槽號

例如:第一塊硬碟的第一個分割槽叫sda1,第一塊硬碟的第二個分割槽sda2

第二塊硬碟的第一個分割槽叫sdb1,第二塊硬碟的第二個分割槽叫sdb2

*分割槽並不是硬碟的物理功能,而是軟體功能

*主流的分割槽機制分為MBR和GPT兩種

MBR是PC架構計算機中使用的最為廣泛的分割槽機制

4. MBR

4.1 MBR(Master Boot Record)是傳統的分割槽機制,應用於絕大多數使用BIOS引導的PC裝置(蘋果使用EFI的方式);很多Server伺服器即支援BIOS也支援EFI的引導方式

4.2 MBR的特點

4.2.1優點:MBR支援32bit和64bit系統;

4.2.2缺點:1) MBR支援的分割槽數量有限制;2)MBR只支援不超過2TB的硬碟,超過2TB的硬碟只能使用2TB的空間(但是有第三方解決方法),應為MBR的定址空間只有32bit長;

4.3 MBR結構:佔用硬碟最開頭的512位元組

前446位元組為:引導程式碼(Bootstrap Code Area)(引導不同的作業系統;不同作業系統,引導程式碼是不一樣的)

接下來的為4個16位元組:分別對應4個主分割槽表資訊(Primary Partition Table)

最後2個位元組:為啟動標示(Boot Signature),永遠都是55和AA;55和AA是個永久性的標示,代表這個硬碟是可啟動的。2013-05-26 12_10_49-Master boot record - Wikipedia, the free encyclopedia

5. MBR分割槽

MBR分割槽分為:主分割槽、擴充套件分割槽、邏輯分割槽

5.1 主分割槽:一塊硬碟最多隻能建立4個主分割槽(因為在MBR分割槽表結構中中最多可以建立4個主分割槽表資訊,也就是4個16位元組的空間,如上圖)

5.2 擴充套件分割槽:一個擴充套件分割槽會佔用一個主分割槽的位置

5.3 邏輯分割槽:

1)是基於擴充套件分割槽創建出來的,先有擴充套件分割槽,然後在擴充套件分割槽的基礎上再建立邏輯分割槽;也就是說我們要使用邏輯分割槽,必須先要建立擴充套件分割槽;

2)擴充套件分割槽的空間是不能被直接使用的,我們必須在擴充套件分割槽的基礎上去建立邏輯分割槽,才能夠被使用;

3)Linux最多支援63個IDE分割槽和15個SCSI分割槽

PEL:Primary Partition;Extended Partition;Logical Partition

6. GPT

GPT(GUID Partition Table):是一個較新的分割槽機制,解決了MBR的很多缺點

1)支援超過2TB的磁碟:GPT有64bit定址空間;而MBR對硬碟空間地址定址最多隻支援32bit,2的32次方,硬碟空間是以地址方式來被識別的,所以MBR只支援容量為2TB以內的磁碟

2)向後相容MBR

3)但是底層硬體必須支援UEFI(Intel提出的取代BIOS的新一代的引導系統)才能使用,也就是底層硬體必須使用UEFI

4)必須使用64位作業系統

5)Mac、LInux系統都能支援GPT分割槽格式

6)Windows 7 64bit、Windows Server2008 64bit支援GPT