Linux磁碟及檔案系統概念

一、磁碟

1.IO介面型別

(1)傳輸型別分類

並口：同一線纜可以接多塊裝置；

IDE一個匯流排兩個，主，從

SCSI：寬頻：16-1；窄頻：8-1

串列埠：同一線纜只可以接一個裝置；

(2)硬碟型別分類(理論傳輸資料)

IDE(ata)：並口，133MB/s

SCSI：並口，Ultrascsi320, 320MB/S, UltraSCSI640, 640MB/S

SATA：串列埠，6gbps

SAS：串列埠，6gbps

USB：串列埠，480MB/s

2.硬碟種類和磁碟介紹

(1)機械硬碟：內部真空

磁碟：正反面含有磁性物質的碟片，由一個馬達固定所有磁碟轉動，固定角速度

每個碟片正反面各有一個磁頭，所有磁頭固定在一個機械臂上

平均尋道時間：5400rpm, 7200rpm, 10000rpm, 15000rpm轉速

track(磁軌)：每個碟片上出廠格式化

sector(磁區)：512bytes單位

cylinder(柱面)：不同盤面上同一編號的磁軌組合在一起，分割區劃分按照柱面實現

越靠近較外部分割區的柱面組成的分割區，越快。Windows上C槽在最外面

(2)固態硬碟

類似與多個並行U盤，工作模式上模擬機械硬碟的機制。

電器裝置，速度個人筆電是原來的3到5倍，讀400個iops(io per second)、寫200iops

3.裝置

(1)裝置型別

塊(block)：隨機存取，資料交換單位是“塊”；

字元(character)：線性存取，資料交換單位是“字元”，一般為序列裝置；

(2)FHS標準下裝置檔案表示：/dev

1)裝置檔案：關聯至裝置的驅動程式；裝置的存取入口；

2)裝置號：

major：主裝置號，區分裝置型別；用於標明裝置所需要的驅動程式；

minor：次裝置號，區分同種型別下的不同的裝置；是特定裝置的存取入口；

(3)mknod命令：建立快或者字元裝置特殊檔案命令

格式：mknod  [OPTION]...  NAME  TYPE  [MAJOR  MINOR]

-m MODE：建立後的裝置檔案的存取許可權；

(4)裝置檔名：ICANN網際網路名稱地址分配機構規定

1)磁碟：IDE： /dev/hd[a-z]

SCSI, SATA, USB, SAS: /dev/sd[a-z]

2)分割區：/dev/sda#：      /dev/sda1, ...

注意：CentOS 6和7統統將硬碟裝置檔案標識為/dev/sd[a-z]#

(5)參照裝置的方式：裝置檔名，卷標，UUID

4.格式化

低階格式化：硬體製造商、分割區之前劃分磁軌，形成簇

高階格式化：分割區之後對分割區進行，建立檔案系統

每種作業系統所設定的檔案屬性/許可權不相同，為了存放這些所需的資料

5.MBR(Master Boot Record):主引導分割區，為一個編號為0的512Mb的磁區

446bytes：bootloader,引導載入器程式，主開機記錄，引導啟動作業系統的程式；

64bytes：分割區表，每16bytes標識一個分割區，一共只能有4個分割區；

2bytes：表示MBA是否有效；55AA為有效；

注意：

1) 主分割區最多四個，擴充套件分割區只能一個

2) 擴充套件分割區不能單獨使用，要繼續分成邏輯分割區，邏輯分割區可以由多個

3) 一個分割區就是一個獨立的檔案系統

4) 主分割區和擴充套件分割區的標識：1-4；邏輯分割區：5+

二、VFS虛擬檔案系統

1.VFS: Virtual File System，不同檔案系統和上層接之間口的中間層

2.VFS支援的檔案系統

Linux的檔案系統: Ext系列[ext2(無紀錄檔功能), ext3, ext4](CentOS 5/6)

xfs(CentOS 7單個檔案大小無上限), reiserfs, btrfs

光碟：iso9660

網路檔案系統：nfs, cifs

叢集檔案系統：gfs2, ocfs2

核心級分散式檔案系統：ceph

Windows的檔案系統：vfat, ntfs

偽檔案系統：proc, sysfs, tmpfs, hugepagefs

Unix的檔案系統：UFS， FFS， JFS

交換檔案系統：swap

使用者空間的分散式檔案系統：mogilefs, moosefs, glusterfs

3.紀錄檔檔案系統

Ext2之後改系列所增加的新功能

工作模式：在紀錄檔區域內進操作，完成後寫入inode和block區域中，防止錯誤而要全盤掃面

會佔用空間，且佔用CPU的效能，但時硬體的發展可以抵消這些不足

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