查看原文
其他

Linux硬盘与文件系统(1)

Cloud研习社 Cloud研习社 2023-06-06

Linux文件与目录管理的内容我们已经学习完毕,记得复习、总结、巩固哦!今天我们开始学习Linux硬盘与文件系统的相关知识。




硬盘的组成


注:本节图片均来自网络,侵删!
机械硬盘一般有五大核心组成部分:盘片、机械臂、马达、磁头、转轴
我们学习Linux主要的关注点集中在盘片上,下面我们开始讲解:扇区、磁道、柱面
磁道:每个盘片都在逻辑上有很多的同心圆,最外面的同心圆就是 0 磁道。我们将每个同心圆称作磁道(注意,磁道只是逻辑结构,在盘面上并没有真正的同心圆)。硬盘的磁道密度非常高,通常一面上就有很多个磁道。但是相邻的磁道之间并不是紧挨着的,这也是为了防止磁干扰导致数据被破坏。
扇区:扇区是一个逻辑概念,在磁盘上每个同心圆是磁道,从圆心向外连接最外侧的磁道做两条线,将每个磁道等分为若干弧段,每个弧段就是一个扇区。每个扇区的大小是固定的,通常为 512Byte(也有设置为4096Byte的)。扇区也是磁盘的最小存储单位。
柱面:如果硬盘是由多个盘片组成的,每个盘面都被划分为数目相等的磁道,那么所有盘片都会从外向内进行磁道编号,最外侧的就是 0 磁道。具有相同编号的磁道会形成一个圆柱,这个圆柱就被称作磁盘的柱面,如图蓝色部分:



硬盘分区


硬盘分区是为了更好的使用磁盘,就像windows下分为C盘、D盘、E盘一样,Linux也要分区。分区的目的就是为了数据的安全性和存取数据的方便。
硬盘的第一个扇区非常重要,因为他记录了:
  • MBR:(Master Boot Record),主引导记录,用来保存启动程序。MBR是很重要的,因为当系统在启动的时候会主动去读取这个分区的内容,这样系统才会知道你的程序放在哪里且该如何进行启动。
  • 分区表:(partition table),记录整个硬盘分区的情况。
从上面的图中我们可以看出来,一个磁盘最多只能有4个分区,所以我们实际工作中都是三个主分区+1个扩展分区,这样扩展分区可以创建多个逻辑分区,这样就可以通过逻辑分区来划分多个分区以满足生产要求。
实际上,我们对磁盘进行分区时,就是针对上面的四个16Byte进行操作。
我们总结几个结论:
  • 主分区与扩展分区最多只有四个(3个主分区+1个扩展分区)
  • 扩展分区最多只能有一个(操作系统的限制)
  • 逻辑分区是扩展分区分出来的
  • 能够被格式化,作为数据存取的分区要么是主分区要么是逻辑分区,扩展分区不能格式化
GPT: GUID partition table
MBR的管理方式限制了硬盘的大小,这种方式的管理只能对2TB以内的磁盘有效,对于大的磁盘,操作系统就无法存取数据。随着技术的发展,支持大量硬盘的GPT分区格式诞生了。支持的硬盘容量达到2TB以上。
MBR时代,一个扇区的大小是512Byte,现在已经有4KB的扇区。为了保证兼容性,在扇区的定义方面使用了逻辑块地址(Logical Block Address,LBA)。GPT将所有的块以LBA来规划,第一个LBA称为LBA0(MBR兼容区块)。GPT使用了34个LBA来记录分区信息(MBR用第一个512字节记录),同时,GPT使用最后33个LBA作为备份,这样在前面的LBA出现故障时,通过最后的33个LBA也能继续读取数据。
在GPT的管理下,分区不在有所谓的主分区、扩展分区、逻辑分区的概念,可以简单理解为每个分区都是主分区,每个分区都可以拿来格式化。
我们在以后的学习中使用的都是centos7及以上的版本,这些Linux都是支持GPT分区表。
分区完成以后总是要给系统使用的,在Linux下一切皆文件,硬盘也不例外,不同类型接口的硬盘展现的文件名也不一样,我们来看看具体的表现形式:
  • IDE设备:/dev/hd[a-p]
  • SCSI\SATA盘:/dev/sd[a-p]
  • 光驱:/dev/cdrom
  • 虚拟机中的虚拟盘:/dev/vd[a-p]
但是我们在实际生产中看到的效果是:/dev/sda1、/dev/sda2这种形式,我们看看是什么意思:
  • /dev/是保存设备文件的目录
  • sd开头是存储设备
  • a代表第一个被发现的设备
  • 阿拉伯数字代表分区编号
好了,关于硬盘和分区我们就讲这么多,关于其中的更详细的内容,如果我们后面需要这部分知识,我们到时候再补上。

新手应知:    Rocky Linux
《Linux基础及进阶》:

    011 - Linux8

    012 - Linux文件与目录管理(9)

    013 - Linux文件与目录管理(10)

    014 - Linux文件与目录管理(11)

    015 - Linux文件与目录管理(12)


看完本文有收获?请分享给更多人


推荐关注「Cloud研习社」,带你从零开始掌握云计算技术!

微信号|bjdream-1


Cloud研习社 · 

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存