磁盘管理和文件系统

1、设备文件

  I/O ports:IO设备地址

  一切皆文件:open(),read(),write(),close()

  设备类型:

    块设备:block,存取单位 ”块“,磁盘

    字符设备:char,存取单位”字符“,键盘

  设备文件:关联至一个设备驱动程序,进而能够与之对应硬件设备进行通信。

  设备号码:

    主设备号:major,标识设备类型

    次设备号:minor,表示同一类型下的不同设备

2、硬盘接口类型:

  并行:IDE:133MB/S    SCSI:640MB/S

  串口:SATA:6Gbps,  SAS:6     USB:480MB/S

  rpm:rotations  per  minute

3、机械硬盘和固态硬盘:

  HDD,机械硬盘

  SSD,固态硬盘

4、设备文件

  磁盘设备的设备文件命名: /dev/DEV_FILE

  SCSI, SATA, SAS, IDE, USB: /dev/sd

  虚拟磁盘: /dev/vd

  不同磁盘标识:a-z,aa, ab , ac,.....

    /dev/sda /dev/sdb

  同一设备上的不同分区:1,2,3....

    /dev/sda1 , /dev/sda2, .....

  磁盘术语:

    head:磁头

    track:磁道

    cylinder:柱面

    sector:扇区,512bytes

5、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

6、使用分区空间

  设备识别,设备分区,创建文件系统,标记文件系统,在/etc/fstab文件中创建条目,挂载新的文件系统

  6.1、磁盘分区

    分区原因:

      • 优化IO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
      • 采用不同的文件系统

    分区:

      两种分区方式:MBR, GPT

      MBR:master boot record  使用32位表示扇区书,分区不超过2T  

      如何分区:按柱面

      0磁道0扇区:512bytes

          446:boot loader

          64:分区表

             16bytes  标识一个分区

          2bytes: 55AA

  4个分区:3个主分区 + 1个扩展分区(N个逻辑分区)

7、MBR分区结构

  MBR分区结构:

    硬盘主引导记录MBR由4个部分组成

      1、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。

       2、出错信息数据区,便宜地址0089H-00E1H为出错信息,00E2H-01BDH全为0字节

      3、分区表(DPT,disk partition table)含4个分区项,每个分区表项长16个字节,共64字节为分区项1,2,3,4

      4、结束标志字,2个字节的结束标志55AA

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