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1、磁盘结构

物理结构

• 盘片：磁盘驱动器中的主要部件，通常由多个盘片组成。这些盘片在磁盘驱动器中旋转，用于读写数据。每个盘片的两面都可以进行数据存储。
• 磁头：磁头是用于读取和写入数据的设备，它们通常安装在一个可以在盘片上方移动的磁头臂上。每个盘片面都有一个磁头，负责与盘片表面进行数据的交互。

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数据结构

• 扇区：扇区是磁盘的最小存储单位，通常大小为512字节或4096字节。数据以扇区为单位存储和读取，每个扇区都有一个唯一的编号。
• 磁道：磁道是磁盘盘片上的同心圆，每个磁道上包含多个扇区。磁头在盘片的不同磁道之间移动来读取或写入数据。
• 柱面：柱面是由多个磁道组成的垂直集合，横跨所有盘片面。柱面用于定义磁盘的物理布局，通过指定柱面、磁头和扇区的组合，可以唯一定位磁盘上的数据。

硬盘存储容量

1. 硬盘存储容量 = 磁头数 × 磁道（柱面）数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数（通常为512字节）

   解释

   • 磁头数：硬盘上的磁头总数。
   • 磁道（柱面）数：每个盘片上的磁道数量，等于柱面数量。
   • 每道扇区数：每个磁道上的扇区数量。
   • 每扇区字节数：每个扇区的字节数，通常为512字节或4096字节。

数据区域定位

通过柱面/磁头/扇区的组合，可以唯一定位磁盘上每一个数据区域。

磁盘接口类型

• IDE（Integrated Drive Electronics）：
  • 早期的磁盘接口标准，后来被 SATA 取代。也称为 ATA（Advanced Technology Attachment）。
• SATA（Serial ATA）：
  • 当前广泛使用的磁盘接口标准，比 IDE 提供更高的数据传输速度和更简化的连接。
• SCSI（Small Computer System Interface）：
  • 广泛用于服务器和高性能工作站的接口标准，支持多个设备连接。
• SAS（Serial Attached SCSI）：
  • 继承自 SCSI 的串行接口标准，提供更高的传输速度和更好的性能。
• 光纤通道（Fibre Channel）：
  • 高速数据传输接口，常用于存储区域网络（SAN）中。

2、MBR与磁盘分区表示

主引导记录（MBR）

• MBR 位置：

  MBR（Master Boot Record，主引导记录）位于硬盘的第一个物理扇区处，即磁盘的第一个扇区（通常为512字节）。

• MBR 内容包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表：

  • 主引导程序：用于启动操作系统的引导程序。
  • 硬盘分区表：记录硬盘的分区信息。

• 分区表：

  • 包含 4 个分区记录，每个分区记录占用 16 字节。

磁盘分区结构

• 主分区：
  • 硬盘中的主分区最多只有 4 个。（ MBR限制）
  • 主分区的序号范围是 1 到 4。
• 扩展分区：
  • 如果需要更多分区，可以使用一个扩展分区。
  • 扩展分区可以包含多个逻辑分区。
• 逻辑分区：
  • 扩展分区内部可以进一步分割为多个逻辑分区。
  • 逻辑分区的序号从 5 开始。

示例

假设有一个磁盘，并且需要创建 6 个分区，磁盘使用的是 MBR 分区表：

1. 创建主分区：
   • 分区 1: 主分区
   • 分区 2: 主分区
   • 分区 3: 主分区
   • 分区 4: 主分区
2. 创建扩展分区（第 4 个主分区被用作扩展分区）：
   • 分区 4: 扩展分区
3. 在扩展分区内创建逻辑分区：
   • 分区 5: 逻辑分区
   • 分区 6: 逻辑分区

磁盘分区表示

在 Linux 系统中，硬盘和分区以文件的形式进行表示，文件名的命名解释：

• /dev/sdb5：表示硬盘的第5个分区，其中 sdb 代表 SCSI 磁盘（或者 SATA 磁盘，通常由系统使用 sd 表示）。
• hd：表示 IDE 设备。例如，/dev/hda 代表第一个 IDE 硬盘，/dev/hdb 代表第二个 IDE 硬盘。
• sd：表示 SCSI 设备或 SATA 设备。例如，/dev/sda 代表第一个 SCSI 或 SATA 硬盘，/dev/sdb 代表第二个硬盘。
• 硬盘的顺序号：以字母 a, b, c 等表示硬盘的顺序。例如，/dev/sda 是第一个硬盘，/dev/sdb 是第二个硬盘。
• 分区的顺序号：以数字 1, 2, 3 等表示硬盘上的分区。主分区的顺序号从 1 到 4，第一个逻辑分区从 5 开始。例如，/dev/sda1 是第一个主分区，/dev/sda5 是第一个逻辑分区。

3、文件系统类型

XFS 文件系统

• 介绍：XFS 是一种高性能的日志型文件系统，特别擅长处理大文件。
• 特点：
  • 支持上百万 TB 的存储空间。
  • 高效的文件和目录数据存储。
  • 优秀的并发性能，适用于大规模数据处理。

Swap 交换文件系统

• 介绍：Swap 文件系统用于在系统内存不足时充当虚拟内存，帮助系统稳定运行。
• 设置：一般设置为物理内存的 1.5 至 2 倍。
• CentOS 默认创建并使用 Swap 分区。

Linux 支持的其他文件系统类型

• EXT4：第四代扩展文件系统，广泛使用于 Linux 系统中，具有高效的存储和恢复性能。
• FAT32：一种简单的文件系统，广泛用于各种设备，但不支持大文件（最大 4GB）。
• NTFS：Windows 系统的主要文件系统，支持大文件和多种高级功能。
• LVM：逻辑卷管理，用于灵活管理磁盘分区和存储空间。

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注：图片来源于网络，侵删。