機械硬碟及分割槽的基礎知識
最近剛學到硬碟及分割槽的基礎知識，就想著按照要求將其寫成一篇部落格，因水平有限，有錯誤之處，還望指出。
1、硬碟的介面型別及組成
一般的機械硬碟外部組成如圖所示
external.png
介面型別：
由介面傳輸方式不同分為：串列埠傳輸和並口傳輸
其中串列埠傳輸的有： SATA：6Gbps SAS：6Gbps USB：480MB/s 其中並口傳輸的有： IDE：133MB/s==>介面速率 SCSI：640MB/s ==>常見 linux中磁碟裝置的裝置檔案命名方式： IDE：/dev/hd# SCSI、SATA、SAS，USB:/dev/sd# 不同裝置的標識：a-z 同一裝置上的不同分割槽的標識：1,2…… 其中：主分割槽：1-4 邏輯分割槽：5-……
2、硬碟的內部組成
internal.png
3、硬碟的基礎概念
磁軌（track）：圍繞著圓心的一圈圈的灰色同心圓就是磁軌。
扇區（sector）：從圓心向外做射線，將磁軌分成一個一個的有寬度的弧形叫做扇區，扇區一般大小為512byte。
image.png
柱面（cylinder）：由同一編號（位置）的磁軌組成了柱面。
磁頭：讀取資料的關鍵部件，每個盤面各一個。
image.png
塊/簇：邏輯上由多個（2^n）相鄰的扇區共同組成的一個整體，方便作業系統對整體進行資料的讀寫操作，以提高訪問效率。
Windows中ntfs檔案系統中稱為簇，Linux中ext4等檔案系統中稱為塊。 大小均是2^n次方。 扇區：整個硬碟最小的讀寫單位 柱面：對硬碟進行分割槽的最小單位 塊/簇：作業系統對硬碟進行資料讀寫的最小單位
4、硬碟儲存容量的計算
總容量=磁頭數（即盤面數） 磁軌數 扇區數*每個扇區的大小
上圖中：
盤面數：6
磁軌數：7，ps：此處灰色的磁軌數量為7
扇區數：12
每個扇區大小：512byte
總容量：6 7 12*512= 258048byte
5、MBR及分割槽
準則：以柱面為基本單位進行硬碟分割槽，其中整個硬碟的分割槽資訊都儲存在0柱面0磁軌1扇區的MBR裡面。
下面簡單介紹MBR（Main Boot Record）：
MBR，即主引導記錄，負責告訴計算機到此硬碟的那個地方去尋找作業系統，其中包含著硬碟的分割槽資訊。
大小：512byte，其中包含著：
446 byte：boot loader,包含最基本的載入程式，即呼叫作業系統的機器碼 64 byte：分割槽資訊，其中一個分割槽資訊為16byte，故主分割槽一個只能有64/16=4個，一般是3P+1E（N個邏輯分割槽） 在每個分割槽資訊的16 byte中，後4個byte標誌著主分割槽扇區的總個數，即一個主分割槽的扇區總個數為2^32個扇區，每個扇區512byte，則每個主分割槽的大小不超過2T。 2 byte：0x55和0xAA,則此裝置可以用於系統啟動，若不是這2個位元組，則表明不能用於系統啟動。 PS：當磁碟的容量大於2T時，多於2T的容量不會被MBR識別，因此當硬碟大於2T時，考慮使用GPT，一種新的分割槽表型別。
6、Linux中常見的分割槽命令
分割槽管理工具：fdisk、parted、sfdisk
fdisk:
特點：
1、對於一塊硬碟來說，最多管理15分割槽
2、只能分2T以下的硬碟，若大於2T，則可以掛載整個硬碟，但是不能分割槽，因此此時需要使用parted命令進行分割槽管理。
#fdisk -l==>列出指定所有裝置磁碟分割槽資訊 #fdisk 裝置名==>進行分割槽 #fdisk 裝置 子命令：管理功能 p：顯示已有分割槽 n：new 建立 d：delete 刪除 w：write,寫入磁碟並退出 q：quit，放棄更新並退出 m：獲取幫助 l：列表所分割槽ID t：調整分割槽ID 分割槽後先檢視，若核心未同步，則使用命令將分割槽資訊同步到核心： 方式一： 檢視核心是否已經識別新的分割槽： cat /proc/partations 通知核心重新讀取硬碟分割槽表： partx -a/dev/DEVICE 不理會報錯 方式二： 使用file命令：file /dev/sdb2 若結果沒有block，則說明Linux核心沒有同步，可使用 #partprobe==>進行核心同步 方式三：關機重啟
7、檔案系統
檔案系統是將檔案儲存於裝置上一種特定的方法和資料結構。根據方法和資料結構的不同，在Linux中將檔案系統分為：
ext2 、ext3、ext4、xfs
swap：交換分割槽，將磁碟當記憶體使用
光碟：iso9660
檔案系統的格式化工具
在對硬碟分割槽後，我們往往對分割槽進行格式化，使分割槽變成我們想要的檔案系統，以便儲存檔案。
在Linux中的格式化命令：
#mkfs.FS_TYPE-L '卷標'/dev/分割槽名稱（不能使擴充套件分割槽）==>此步驟將某個分割槽以FS_TYPE進行格式化 其中FS_TYPE常見的型別有： ext2 ext3 ext4 xfs btrfs vfat 另外ext2、3、4檔案系統的專用格式化命令: mke2fs -t [ext2|ext3|ext4] -L '卷標' /dev/分割槽 #blkid 分割槽== >格式化後，用於檢視此分割槽的資訊，例如（格式，卷標，UUID等） [root@centos ~]# blkid /dev/sdb5 /dev/sdb5: LABEL="i am ext4" UUID="0fe92389-239a-417b-a679-2f32ac98865f" TYPE="ext4" #e2labelDEVICE_NAME'LABEL_NAME'==>更改裝置的label
當我們感覺到系統中的swap分割槽不夠用時，可以進行swap分割槽的擴充套件。
#mkswap/dev/分割槽==>建立swap分割槽 前提：在此分割槽的分割槽ID號必須得是82，即Linux swap
檔案系統的檢測工具
fsck_FS_TYPE 或fsck -t FS_TYPE 注：FS_TYPE一定要與分割槽上已有檔案型別相同 ext專用修復工具： e2fsck -fDEVICE_NAME.==>強制修復DEVICE_NAME
8、檔案系統的掛載
當檔案系統格式後，我們可以通過將其與系統上的某個目錄關聯，通過目錄進行檔案系統中檔案的訪問，‘關聯’這個動作就是掛載。
注：當目錄中有檔案時，掛載後，檔案暫時隱藏，解除安裝後，檔案恢復
相關命令：
#mountDEVICE_NAMEMOUNT_POINT 其中device可以為： 1、裝置檔案 /dev/sda5 2、卷標：-L 'LABEL'，例如：-L 'MYDATA' 3、UUID，-U 'UUID'，例如：-U 'xxxxxxxxxxxxxxxx' 4、偽檔案系統：proc,sysfs,devtmpfs,configfs mount常用選項： -a : 自動掛載/etc/fstab裡面的裝置 -L ‘LABEL’ ：以卷標指明要掛載的裝置 -o OPTION OPTION的選項，用此規定要被掛載的檔案系統的一些屬性，例如：只讀，非同步…… async : 掛載使用非同步模式 sync:同步模式，記憶體中資料改變後，會立即儲存到硬碟中，非同步是不立即改變。 atime/noatime:每一次訪問檔案都會更新時間戳/不更新，包含目錄和檔案。 diratime/nodiratime:目錄的訪問時間戳 auto/noauto：是否支援自動掛載 exec/noexec：是否支援將檔案系統上的應用程式執行為程序（執行程式為程序） dev/nodev：是否支援在此檔案系統上使用裝置檔案 suid/nosuid: remount:重新掛載 ro:只讀 rw:讀寫 user/nouser:是否允許普通使用者掛載此裝置 acl:啟用此檔案系統上的acl功能 預設（defaults）:相當於 rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async #umount DEVICE/MOUNT_POINT 解除安裝時2選一即可�
交換分割槽的掛載
當我們使用命令mkswap將分割槽設定為swap格式後，然後需要將swap分割槽掛載後才能正常使用。
命令：
swapon/dev/DEVICE===>將swap格式的分割槽進行啟用 swapon-aDEVICE_NAME :將裝置上所有的swap分割槽全部啟用 swapoff/dev/DEVICE===>將swap格式的分割槽進行休眠
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