磁盘管理主要包括以下内容：
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磁盘结构
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分区介绍
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管理分区
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管理文件系统
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挂载设备
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管理虚拟内存
此篇主要介绍磁盘结构和分区介绍，剩余内容将在后续篇中介绍
磁盘结构
1.设备文件
设备类型：
- 块设备：block，存取单位“块”，如磁盘
- 字符设备：char，存取单位“字符”，如键盘
设备文件：
关联至一个设备驱动程序，进而能够跟与之对应硬件设备进行通信
设备号码：
- 主设备号：major number, 标识设备类型
- 次设备号：minor number, 标识同一类型下的不同设备
磁盘设备的设备文件命名：/dev/DEV_FILE
- SCSI, SATA, SAS,IDE,USB: /dev/sd（在centos5上IDE接口的硬盘被命名为/dev/hd）
- 虚拟磁盘：/dev/vd
- 不同磁盘标识：a-z,aa,ab… 例如 /dev/sda, /dev/sdb, ...
- 同一设备上的不同分区：1,2, ... 例如 /dev/sda1, /dev/sda5...
2.硬盘接口类型
并行：
- IDE：133MB/s
- SCSI：640MB/s
串口：
- SATA：6Gbps
- SAS：6Gbps
- USB：480MB/s
rpm:
rotations per minute，机械硬盘每分钟转速，常见的转速有5400，7200，10000，15000
3.机械硬盘和固态硬盘
机械硬盘（HDD）：
Hard Disk Drive，即是传统普通硬盘，主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存等几个部分组成。机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小，所有的磁头联在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。数据通过磁头由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上，也可以通过相反方式读取。硬盘为精密设备，进入硬盘的空气必须过滤
固态硬盘（SSD）：
Solid State Drive，用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致
两者对比：
- 相较于HDD，SSD在防震抗摔、传输速率、功耗、重量、噪音上有明显优势，SSD传输速率性能是HDD的2倍
- 相较于SSD，HDD在价格、容量、使用寿命上占有绝对优势
- 硬盘有价，数据无价，目前SSD不能完全取代HHD
本篇以介绍机械硬盘为主
4.机械硬盘结构
硬盘存储术语
- 磁头（head）：对磁盘的数据进行读写
- 磁道（track）：当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。 磁盘上的磁道是一组记录密度不同的同心圆
- 扇区（sector）：磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是硬盘的扇区。硬盘的第一个扇区，叫做引导扇区。 一个扇区的大小为512个字节
- 柱面（cylinder）：在有多个盘片构成的盘组中，由不同盘片的面，但处于同一半径圆的多个磁道组成的一个圆柱面
5. 寻址方式：CHS和LBA
CHS
- 采用24bit位寻址
- 其中前10位表示cylinder，中间8位表示head，后面6位表示sector
- 最大寻址空间8GB
LBA（logical block addressing）
- LBA是一个整数，通过转换成CHS格式完成磁盘具体寻址
- LBA采用48个bit位寻址
- 最大寻址空间128PB
由于CHS寻址方式的寻址空间在大概8GB以内，所以在磁盘容量小于大概8GB时，可以使用CHS寻址方式或是LBA寻址方式；在磁盘容量大于大概8GB时，则只能使用LBA寻址方式
分区介绍
1.为什么分区
- 优化I/O性能
- 实现磁盘空间配额限制
- 提高修复速度
- 隔离系统和程序
- 安装多个OS
- 采用不同文件系统
2.两种分区方式：MBR和GPT
（1）MBR: Master Boot Record，主引导记录，使用32位表示扇区数，分区不超过2T
- 如何分区：按柱面
- 0磁道0扇区：512bytes
446bytes: boot loader
64bytes：分区表
16bytes: 标识一个分区
2bytes: 55AA
- 4个主分区；3主分区+1扩展(N个逻辑分区）
硬盘主引导记录MBR由4个部分组成
- 主引导程序（偏移地址0000H--0088H），它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序
- 出错信息数据区，偏移地址0089H--00E1H为出错信息，00E2H--01BDH全为0字节
- 分区表（DPT,Disk Partition Table）含4个分区项，偏移地址01BEH--01FDH,每个分区表项长16个字节，共64字节为分区项1、分区项2、分区项3、分区项4
- 结束标志字，偏移地址01FE--01FF的2个字节值为结束标志55AA
MBR中DPT（分区表）结构
（2）GPT : GUID（Globals Unique Identifiers）partition table 支持128个分区，使用64位，支持8Z（512Byte/block ）64Z （4096Byte/block）
- 使用128位UUID(Universally Unique Identifier) 表示磁盘和分区GPT分区表自动备份在头和尾两份，并有CRC校验位
- UEFI (统一扩展固件接口)硬件支持GPT，使操作系统启动
EFI部分又可以分为4个区域：EFI信息区(GPT头)、分区表、GPT分区、备份区域
