Linux 磁碟管理詳解

最近小編整理了磁碟管理的相關知識，發現還是挺多的，所有就分了三個部分來給大家分享一下：

1、磁碟結構，認識分割區

2、管理分割區，檔案系統格式化

3、mount掛載，/etc/fstab組態檔

這篇就先以最基礎的磁碟知識開始——磁碟結構，認識分割區。（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、裝置型別：

（1）塊裝置：block ，存取單位“塊”，磁碟

　　字元裝置：char ，存取單位“字元”，鍵盤

 

 （2）機械硬碟和固態硬碟

機械硬碟（HDD ）：即是傳統普通硬碟，主要由：碟片，磁頭，碟片轉軸及控制電機，磁頭控制器，資料轉換器，介面，快取等幾個部分組成。機械硬碟中所有的碟片都裝在一個旋轉軸上，每張碟片

之間是平行的，在每個碟片的儲存面上有一個磁頭，磁頭與碟片之間的距離比頭髮絲的直徑還小，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。磁頭可沿碟片的半徑方向運動，加上碟片每分鐘幾千轉的高速旋轉，磁頭就可以定位在碟片的指定位置上進行資料的讀寫操作。資料通過磁頭由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁碟上，也可以通過相反方式讀取。硬碟為精密裝置，進入硬碟的空氣必須過濾。

固態硬碟（SSD ）：用固態電子儲存晶片陣列而製成的硬碟，由控制單元和儲存單元（FLASH 晶片、DRAM 晶片）組成。固態硬碟在介面的規範和定義、功能及使用方法上與普通硬碟的完全相同，

在產品外形和尺寸上也與普通硬碟一致。

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 傳輸速率效能是HDD 的2倍

相較於SSD ，HDD 在價格、容量、使用壽命上佔有絕對優勢

硬碟有價，資料無價，目前SSD 不能完全取代HHD

 

 

（3）裝置檔案

① 磁碟裝置的裝置檔案命名：/dev/DEV_FILE

② 不同磁碟標識：a-z,aa,ab…

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

同一裝置上的不同分割區：1,2, ...

/dev/sda1, /dev/sda5

③ 硬碟儲存術語

　　head ：磁頭

　　track ：磁軌

　　cylinder:  柱面

　　secotr:  磁區，512bytes（最小單位）

 ④ HDD磁碟結構

CHS

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

  磁區                 磁區數/磁軌                       磁軌/盤面                      

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

單位：B KB MB GB TB PB EB ZB YB BB NB DB

 

（4）如何使用分割區空間？（後邊會詳細講解每一步）

① 裝置識別

② 裝置分割區

③ 檔案系統型別格式化

④ 在/etc/fstab 檔案中建立條目

⑤ mount 掛載新的檔案系統

 

（5）為什麼分割區？

① 優化I/O 效能

② 實現磁碟空間配額限制

③ 提高修復速度

④ 隔離系統和程式

⑤ 安裝多個OS

⑥ 採用不同檔案系統

 

（6）兩種定址方法：CHS和LBA

 CHS：

　　採用24bit 位定址

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

　　最大定址空間8GB

LBA （logical block addressing）：

　　LBA 是一個整數，通過轉換成CHS 格式完成磁碟具體定址

　　LBA 採用48 個bit 位定址

　　最大定址空間128PB

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

 

二、分割區介紹

兩種分割區方式：MBR ，GPT

（1）MBR: Master Boot Record ，1982年， 使用32位表示磁區數 ， 分割區不超過2T

如何分割區：按柱面

　　0 磁軌0 磁區：512bytes

　　446bytes: boot loader

　　64bytes ：分割區表

　　　　16bytes:  標識一個分割區

　　2bytes: 55AA，結束標誌

4 個主分割區；3 主分割區+1 擴充套件(N 個邏輯分割區)

 

 

 

（2）硬碟主開機記錄MBR 主要由 3 個部分組成

① 主載入程式（偏移地址0000H--0088H ），它負責從活動分割區中裝載，並執行系統載入程式。

出錯資訊資料區，偏移地址0089H--00E1H 為出錯資訊，00E2H--01BDH 全為0 位元組。

② 分割區表（DPT,Disk Partition Table ）含4 個分割區項，偏移地址01BEH--01FDH, 每個分割區表項長16 個位元組，共64 位元組為

分割區項1 、分割區項2 、分割區項3 、分割區項4

③ 結束標誌字，偏移地址01FE--01FF 的2 個位元組值為結束標誌 55AA

 

 

（3）GPT分割區

① GPT:GUID （Globals Unique Identifiers） partitiontable  支援128個分割區，使用64 位，支援8Z（512Byte/block ）64Z （4096Byte/block）

使用128 位UUID(Universally Unique Identifier)  表示磁碟區 和分割區 GPT 分割區表自動備份在頭和尾兩份，並有CRC 校驗位

UEFI ( 統一擴充套件韌體介面) 硬體支援GPT ，使作業系統啟動

② EFI部分又可以分為4個區域：EFI資訊區(GPT頭)、分割區表、GPT分割區、備份區域

 

 

  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，有什麼錯誤請告訴我~

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