linux 磁盤分區

時間 2019-12-28

標籤 linux 磁盤分區欄目 Linux 简体版

原文原文鏈接

硬盤和主板的鏈接的地方：叫接口，硬盤的接口類型:

iops：i/o per second：每秒的讀寫次數。linux

IDE(ata)：並口（數據並行傳輸），理論最大傳輸 133MB/S；iops：100次
SCSI：並口，Ultrascsi320：320MB/s；Ultrascsi640：640MB/s；iops：150-200次
SATA：串口（不能並行傳輸），768MB/s；iops：100次
SAS：串口，768MB/s；iops：150-200次
USB：串口，480MB/s
上述接口的固態硬盤：iops：400次
pci-e接口的固態硬盤：iops：10萬次

桌面用的固態硬盤的接口通常是SATA的。c++

並口：同一個線纜能夠接多塊設備shell

IDE：2個。主硬盤，從硬盤
SCSI：
- 寬帶：16-1個
- 窄帶：8-1個

串口：只能接一個。windows

硬盤種類：機械硬盤，固態硬盤

機械硬盤：由不少盤片組成，盤片上有不少同心圓中心有一個同心軸（叫主軸），每一個盤片的正反面都有一個磁頭，就像留聲機，有一個手臂（arm），支撐全部磁頭。centos

硬盤結構圖片請參考：硬盤的物理結構和工做原理微信
- track：磁道ide
- sector：扇區，512bytes學習
- cylinder：柱面：圓柱體的外表面（除去上下2個圓面）ui
  
  分區劃分是以柱面爲單位的。this
- 平均尋道時間：硬盤的同心軸旋轉的速度。越快IO越好。
  
  5400轉/分，7200轉/分，10000轉/分，15000轉/分
- 最外層的磁道，同一段時間內轉過的長度最大，因此IO最快，因此把C盤劃分到外層，因此windows的操做系統都裝在C盤上。

Linux的哲學思想：一切皆文件

設備類型：

block（塊）：隨機訪問，數據交換單位是block
character（字符）：線性訪問，數據交換單位是character

設備文件：

關聯到設備的驅動程序；設備的訪問入口。
設備文件是做爲程序的參數，就至關於執行對應的設備驅動程序。
設備文件的特色是沒有文件大小，只有設備號。

設備號：

major：主設備號：區分設備的類型（鼠標仍是鍵盤），用於標明所須要的驅動程序。
minor：次設備號：區分同種類型下的不一樣設備（有2個顯示器，區分是哪一個顯示器）。是特定設備的訪問入口。

建立設備文件命令：mknod：make block or character special files

語法：mknod [OPTION]... NAME TYPE [MAJOR MINOR]
- NAME：設備文件名字
- TYPE：設備類型，是block仍是character
- 不指定設備號，會自動分配。
選項：-m：指定設備文件的權限。

# mknod testdev c 111 1
# ll testdev
crw-r--r--. 1 root root 111, 1 Dec 25 18:42 testdev
# mknod -m 664 testdev1 c 111 1
# ll testdev1
crw-rw-r--. 1 root root 111, 1 Dec 25 18:42 testdev1

設備文件的名字不是隨便的，是有標準的，由ICANN制定。

操縱系統給硬盤的設備文件的命名規則：

IDE接口的硬盤：/dev/hd
SCSI,SATA,USB,SAS接口的硬盤：/dev/sd
因爲同一種類的接口的硬盤可能存在多個，因此後面加字母a-z。例如hda，hdb；sda，sdb等。

# ll /dev/sda*
brw-rw----. 1 root disk 8, 0 Dec 25 10:10 /dev/sda
brw-rw----. 1 root disk 8, 1 Dec 25 10:10 /dev/sda1
brw-rw----. 1 root disk 8, 2 Dec 25 10:10 /dev/sda2

設備的引用問題：

好比主板上插了2個串口的SCSI硬盤，2個USB
第一次操做系統啓動後，把SCSI的2個盤識別爲sda，sdb；把2個USB識別爲sdc，sdd。
下次操做系統啓動後，有可能就倒過來了。因此很差識別。

因此有了下面的設備引用方式：

設備文件的名字：操做系統啓動時，識別到了設備，而後給了個名字
卷標（Filesystem label）：
UUID：隨機的128bit的數字：在給分區格式化(安裝文件系統）的時候，生成的隨機數字。

硬盤分區概念

硬盤的空間很大，爲了更細緻的使用它，要給它劃分紅獨立的區域，叫分區。如何識別分區呢？使用/dev/sda#，/dev/hda#。

#：爲數字，多是1位的數字，也多是2位的數字。

注意：centos5根據硬盤接口的類型，把IDE的命名位hd，把SCSI等的命名位sd。可是centos6和7，不論是什麼接口的硬盤，一概用sd[a-z]來命名了。

硬盤分區類型：

MBR：Master boot record：主引導記錄（扇區）

在0號track（磁道），0號sector（扇區）裏，有512bytes

這512bytes分爲3部分：
- 前446bytes：bootloader程序，引導操做系統啓動的程序。
- 接下來的64bytes：分區表（fat），用16個字節標識一個硬盤的可以使用區域，因此一共只能有4個分區（硬盤的可以使用區域）。
  - 若是想要超過4個分區怎麼辦？
    
    讓某一個分區，不直接指定硬盤空間的具體可以使用區域，而是指向硬盤的一個小地方，這個地方又放了一張分區表（fat），這個分區表的大小能夠隨意指定，因此這個分區表裏就能夠放n多的分區的索引，再由此索引，指定具體的分區（硬盤的可以使用區域）。
    
    因此就能夠有了：
    - 3主分區，1個擴展分區。擴展分區裏再分n個邏輯分區。
    - 主分區和擴展分區的數字，是從1-4的；邏輯分區是從5開始，即便主分區+擴展分區還沒到4，邏輯分區也是從5開始。
- 最後2個bytes：MBR區域是否有效的標識。若是是55AA（16進制），則說明有效。不然，說明無效。
GPT：未調查

分區管理命令：`fdisk`

查看硬盤裏的分區狀況：fdisk -l [-u][device...]

不指定設備文件的話，就顯示全部硬盤的分區狀況。

指定設備文件的話，就顯示指定硬盤的分區狀況。

# fdisk -l

Disk /dev/sda: 64.4 GB, 64424509440 bytes, 125829120 sectors（扇區）
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes（每一個扇區是512bytes）
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes（扇區的邏輯/物理size都是512bytes）
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes（IO大小512bytes）
Disk label type: dos（dos表明是MBR的分區類型）
Disk identifier: 0x000bc639（磁盤的UUID，16位的數字）

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     2099199     1048576   83  Linux
/dev/sda2         2099200   125829119    61864960   8e  Linux LVM

# fdisk -l /dev/sda

Disk /dev/sda: 64.4 GB, 64424509440 bytes, 125829120 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x000bc639

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     2099199     1048576   83  Linux
/dev/sda2         2099200   125829119    61864960   8e  Linux LVM

【Start End】：centos6是從哪一個柱面開始到哪一個柱面結束；centos7是從哪一個扇區開始到哪一個扇區結束。
【Boot】：下的*，表明linux系統裝在這個分區裏。
【block】：表明這個分區裏有多少個block
【Id】：16進制的數字，表明分區的種類
- 83：通常linux分區
- 5：擴展分區（Extended）
- 82：交換分區（Linux swap）
【system】：Id的說明。

管理分區：fdisk device

fdisk提供一個交互式接口來管理分區，進入交互式之後，在裏面可使用不少子命令。

全部操做的結果都是暫時保存在內存中，尚未寫入到磁盤，直到使用了w命令後，纔會把操做反應到磁盤，也就是操做才生效。這個命令很是危險。

Command action
   a   toggle a bootable flag
   b   edit bsd disklabel
   c   toggle the dos compatibility flag
   d   delete a partition（刪除分區）
   g   create a new empty GPT partition table
   G   create an IRIX (SGI) partition table
   l   list known partition types（顯示磁盤種類，也就是上面用fdisk -l命令的指向結果裏的Id）
   m   print this menu（獲取幫助）
   n   add a new partition（添加新的分區）
   o   create a new empty DOS partition table
   p   print the partition table（顯示現有的分區信息） 
   q   quit without saving changes（不保存，直接退出）
   s   create a new empty Sun disklabel
   t   change a partition's system id（修改分區的Id，也就是修改文件系統的種類）
   u   change display/entry units
   v   verify the partition table
   w   write table to disk and exit（保存並退出）
   x   extra functionality (experts only)

在虛擬機裏添加一個硬盤，而後給這個硬盤分區。

下圖是在虛擬機上新添加的硬盤，大小是1GB。

添加硬盤前：

# ll /dev/sda*
brw-rw----. 1 root disk 8, 0 Dec 25 10:10 /dev/sda
brw-rw----. 1 root disk 8, 1 Dec 25 10:10 /dev/sda1
brw-rw----. 1 root disk 8, 2 Dec 25 10:10 /dev/sda2

添加硬盤後：發現多了一個/dev/sdb，因此新添加的硬盤被操做系統識別到了。

# ll /dev/sd*
brw-rw----. 1 root disk 8,  0 Dec 26 13:26 /dev/sda
brw-rw----. 1 root disk 8,  1 Dec 26 13:26 /dev/sda1
brw-rw----. 1 root disk 8,  2 Dec 26 13:26 /dev/sda2
brw-rw----. 1 root disk 8, 16 Dec 26 13:28 /dev/sdb

查看一下新硬盤的狀況：

發現硬盤大小是：1073MB，和添加的1GB大小符合；硬盤分區類型是MBR

# fdisk /dev/sdb
Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).

Command (m for help): p

Disk /dev/sdb: 1073 MB, 1073741824 bytes, 2097152 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x0e2a2184

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

建立一個主分區：

Command (m for help): n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): p（問你是建立主分區p，仍是擴展分區e）
Partition number (1-4, default 1): 1（由於上面選的是主分區，因此問你主分區的分區號）
First sector (2048-2097151, default 2048): 2048（正在建立的這個分區，從哪一個扇區開始建立）
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-2097151, default 2097151): +200M（建立多大的分區）
Partition 1 of type Linux and of size 200 MiB is set（告訴你一個200M的分區建立成功了）

Command (m for help): p

Disk /dev/sdb: 1073 MB, 1073741824 bytes, 2097152 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x87b57c10

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048      411647      204800   83  Linux
Command (m for help): w（保存!)
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

上面建立了一個/dev/sdb1分區。

查看剛建立的分區是否被操做系統識別了：查看文件/proc/partitions，發現/dev/sdb1已經在裏面了，就說明了操做系統已經識別了剛建立的分區了。

# cat /proc/partitions
major minor  #blocks  name

   8        0   62914560 sda
   8        1    1048576 sda1
   8        2   61864960 sda2
   8       16    1048576 sdb
   8       17     204800 sdb1
  11        0    1048575 sr0
 253        0   38834176 dm-0
 253        1    4063232 dm-1
 253        2   18960384 dm-2

上面建立分區的操做是在centos7裏作的，因此操做系統才能立刻就識別到剛建立的分區/dev/sdb1，可是若是是centos5或者6，就不能立刻識別出剛建立出來的分區。須要用下面的命令，告訴操做系統我剛建立了一個分區，請識別它，謝謝。下面的命令通常執行第一次時，不會成功，再執行一次就行了。