linuxt系統磁盤分區知識

L023
硬盤大小：512字節磁頭數扇區數*磁度數
head：磁頭
track：磁道
cylinder: 柱面
sector: 扇區， 512bytes（mbr）

分區工具
fdisk 2T如下的分區
gdisk parted 如硬盤超出2T， 可以使用gdisk parted.

http://www.cnblogs.com/duzhaoqi/p/7392327.html
機械硬盤和固態硬盤
機械硬盤（HDD）：

Hard Disk Drive，便是傳統普通硬盤，主要由：盤片，磁頭，盤片轉軸及控制電機，磁頭控制器，數據轉換器，接口，緩存等幾個部分組成。機械硬盤中全部的盤片都裝在一個旋轉軸上，每張盤片之間是平行的，在每一個盤片的存儲面上有一個磁頭，磁頭與盤片之間的距離比頭髮絲的直徑還小，全部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。磁頭可沿盤片的半徑方向運動，加上盤片每分鐘幾千轉的高速旋轉，磁頭就能夠定位在盤片的指定位置上進行數據的讀寫操做。數據經過磁頭由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁盤上，也能夠經過相反方式讀取。硬盤爲精密設備，進入硬盤的空氣必須過濾

固態硬盤（SSD）：

Solid State Drive，用固態電子存儲芯片陣列而製成的硬盤，由控制單元和存儲單元（FLASH芯片、 DRAM芯片）組成。固態硬盤在接口的規範和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的徹底相同，在產品外形和尺寸上也與普通硬盤一致設備文件

相較於HDD， SSD在防震抗摔、傳輸速率、功耗、重量、噪音上有明顯優點， SSD傳輸速率性能是HDD的2倍。相較於SSD， HDD在價格、容量、使用壽命上佔有絕對優點

硬盤有價，數據無價，目前SSD不能徹底取代HHD

硬盤接口類型
並行：

IDE： 133MB/s

SCSI： 640MB/s

串口：

SATA： 6Gbps

SAS： 6Gbps

USB： 480MB/s

rpm: rotations

per minute

硬盤存儲術語
head：磁頭

track：磁道

cylinder: 柱面

sector: 扇區， 512bytes（mbr）

在linux設備上，磁盤是有設備編號的

設備號碼：

主設備號： major number, 標識設備類型

次設備號： minor number, 標識同一類型下的不一樣設備

磁盤設備的設備文件命名： /dev/DEV_FILE

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

虛擬磁盤： /dev/vd

不一樣磁盤標識： a-z,aa,ab…

/dev/sda, /dev/sdb, ...

同一設備上的不一樣分區： 1,2, ...

/dev/sda1, /dev/sda5

機械硬盤結構
CHS/LBA尋址
CHS

C:cylinder

H:head

S:sector

採用24bit位尋址

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

一個柱面大小：

512bytes(sector) 2^6(sector/track) 2^8(head)

=8388608bytes=8192Kb=8Mb

最大尋址空間8GB

LBA（logical block addressing）

LBA是一個整數，經過轉換成CHS格式完成磁盤具體尋址

LBA採用48個bit位尋址

最大尋址空間128PB

因爲CHS尋址方式的尋址空間在大概8GB之內，因此在磁盤容量小於大概8GB時，可使用CHS尋址方式或是LBA尋址方式；在磁盤容量大於大概8GB時，則只能使用LBA尋址方式

CHS與LBA轉換

#c、#h、#s分別是磁柱、磁頭、扇區的編號

#lba是邏輯區塊編號

H=heads per cylinder，每一個磁柱的磁頭數

S=sectors per track，每磁道的扇區數

#lba=(#cH+#h)S+#s-1

LBA可用如下公式對應到CHS:

#c=#lba/(S*H)

#h=(#lba/S)%H

#s=(#lba%S)+1

例如:

CHS總數=[600, 10, 84]，求#lba=1234所對應的CHS編號:

#c=1234/(84*10)=1

#h=(1234/84)%10=4

#s=(1234%84)+1=59

因此：

#chs=(1, 4, 59)

磁盤分區
爲何分區
優化I/O性能

實現磁盤空間配額限制

提升修復速度

隔離系統和程序

安裝多個OS

採用不一樣文件系統

分區方式
兩種分區方式： MBR， GPT

MBR分區格式
MBR: Master Boot Record， 1982年， 使用32位表示扇區數， 分區不超過2T

如何分區：按柱面

0磁道0扇區： 512bytes

446bytes: boot loader

64bytes：分區表

16bytes: 標識一個分區

2bytes: 55AA

4個主分區； 3主分區+1擴展(N個邏輯分區)

標準的MBR結構

位址

功能

描述

0000-0088

主引導程序

主引導程序

0089-01BD

出錯信息數據區

出錯區

01BE-01CD

分區1（16字節）

分區表

01CE-01DD

分區2（16字節）

01DE-01ED

分區3（16字節）

01EE-01FD

分區4（16字節）

01FE

55

結束標誌

01FF

aa

硬盤分區結構信息

存儲字節數

內容及含義

第1字節

引導標誌，值爲80H表示活動分區，00H表示非活動分區

第2,3,4字節

本分區的起始磁頭號，扇區號，柱面號。其中：

磁頭號-第2字節

扇區號-第3字節的低六位

柱面號-第3字節高2位，第4字節8位

第5字節

分區類型符：

00H-表示該分區未使用

06H-FAT16基本分區

0BH-FAT32基本分區

05H-擴展分區

07H-NTFS分區

0FH-（LBA模式）擴展分區（83H爲linux分區）

第6,7,8字節

本分區的結束磁頭號，扇區號，柱面號。其中：

磁頭號-第6字節

扇區號-第7字節的低六位

柱面號-第7字節高2位，第8字節8位

第9,10,11,12字節

分區起始相對扇區號

第13,14,15,16字節

分區總的扇區數

GPT分區格式
GPT:GUID（Globals Unique Identifiers）

partitiontable 支持128個分區，使用64位，支持8Z（512Byte/block ） 64Z （4096Byte/block）使用128位UUID(Universally Unique Identifier) 表示磁盤和分區 GPT分區表自動備份在頭和尾兩份，並有CRC校驗位UEFI (統一擴展固件接口)硬件支持GPT，使操做系統啓動

GPT的分區信息是在分區中，而不象MBR同樣在主引導扇區，爲保護GPT不受MBR類磁盤管理軟件的危害，GPT在主引導扇區創建了一個保護分區（Protective MBR）的MBR分區表（此分區並沒必要要），這種分區的類型標識爲0xEE，這個保護分區的大小在Windows下爲128MB，Mac OS X下爲200MB，在Window磁盤管理器里名爲GPT保護分區，可以讓MBR類磁盤管理軟件把GPT當作一個未知格式的分區，而不是錯誤地當成一個未分區的磁盤。

另外，爲了保護分區表，GPT的分區信息在每一個分區的頭部和尾部各保存了一份，以便分區表丟失之後進行恢復。