磁盤及檔案管理系統入門

linux磁盤及檔案系統管理初步

目錄

<code>    </code><code>1</code><code>.磁盤及檔案系統管理</code>

<code>    </code><code>2</code><code>.機械磁盤結構</code>

<code>    </code><code>3</code><code>.mknod指令</code>

<code>    </code><code>4</code><code>.parted指令</code>

<code>    </code><code>5</code><code>.GPT分區&amp;UEFI</code>

<code>    </code><code>6</code><code>.二進制機關</code>

Linux系統管理

磁盤分區及檔案系統管理

RAID

LVM

網絡屬性管理

程式包管理

sed and awk

程序檢視和管理

核心管理（編譯和安裝）

系統啟動流程

定制、編譯核心、busybox

系統安裝：kickstart，dhcp，pxe

shell腳本程式設計

1.磁盤及檔案系統管理

cpu、記憶體、I/O

IO：ram,disk,NIC（network interface card）

鍵盤滑鼠：南橋

ram：北橋

|———————|

| 北橋   |ram

|--------------|------------------------

| CPU    |

|   南橋       |鍵盤，滑鼠，硬碟

|--------------|

硬碟接口：

IDE接口:133MB/s

并行總線，雙向四車道

//并行資料容易産生幹擾，導緻資料損壞重傳，是以效率低

//并行越高，幹擾頻率越高

SCSI:并口，Ultrascci320,320MB/s

Ultrascci640,640MB/s

SCSI的費用更高

sata接口:6Gbps

串行總線，有前後，不能并行傳輸

SAS：序列槽時的scsi技術6Gbps

USB：序列槽3.0，480MB/s 理論

并口：同一線纜可以接多塊硬碟

IDE：兩個，主、從

SCSI：

寬帶：16-1個裝置

窄帶：8-1個裝置

序列槽：同一線纜，隻可以接一個裝置

IOps //IO per second 

IDE:100次左右IO

SCSI：150左右

SATA：100多

SAS：100多到200

固态硬碟：400左右

7200  rpm的磁盤 IOPS = 1000 / (9 + 4.17)  = 76 IOPS

10000 rpm的磁盤IOPS = 1000 / (6+ 3) = 111 IOPS

15000 rpm的磁盤IOPS = 1000 / (4 + 2) = 166 IOPS

PCI-E接口的固态硬碟IOPS都是

440k IOPS //44萬

硬碟：機械硬碟，固态硬碟

固态硬碟：類似于U盤，内部是多個并行

CPU和硬碟裝置之間的 連接配接器：擴充卡

負責硬碟控制晶片和CPU之間信号的翻譯與轉換

2.機械硬碟結構

多塊盤片

track：磁道一個同心圓

角速度一緻，

每一個盤片的雙面都可以讀取//每一個盤片的每一面都有磁頭

rpm：rotation per minute //一分鐘

5400rpm,7200rpm,10000rpm

每個磁道的周長是不一樣的，是以不能按照磁道進行存儲，不便于管理

磁道劃分扇區：更容易管理

//扇區大小一般是固定的，一般為512位元組

Cylinder:柱面：不同盤面的同一個編号的磁道上，就成為一個柱面

//第一個盤面的1号磁道,第二個盤面的1号磁道，第三個盤面的1号磁道，稱為一個柱面

//磁頭是固定的，上下兩個，多個盤面

分區：基于柱面進行

越靠近外部磁道的分區，性能越好

//機關時間内劃過的距離教程，擷取的資料較多

//C槽及時最外面的分區

track磁道：同心圓，從外圈開始,磁道被分成0磁道,1磁道,2磁道

Cylinder：柱面，具有相同磁道編号的同心圓組成柱面,那麼這柱面就像一個沒了底的鐵桶

柱面數：就是磁盤上的磁道數

磁面數==磁頭數

不同盤片相同半徑構成的圓柱面即柱面

扇區sector：扇區就是每一個磁道中被分成若幹等分的區域.相鄰磁道是有間隔的,這是因為磁化單元太近會産生幹擾.

每個柱面包括512個位元組。固定值

硬碟的容量=柱面數(CYLINDER)*磁頭數(HEAD)*扇區數(SECTOR)*512B.

存儲容量＝磁頭數×磁道（柱面）數×每道扇區數×每扇區位元組數

Linux的哲學思想：一切皆檔案

裝置類型：

塊(block):随機通路，資料交換機關是“塊”

//sda,sdb

字元(character):線性通路，資料交換機關是字元

//tty1,tty2,pts

裝置檔案：FHS

/dev目錄下

    裝置檔案：用于實作将裝置關聯至其驅動程式

    //任何時候打開一個裝置檔案，其實相當于打開該檔案的驅動程式

裝置号：major ：主裝置号，區分裝置類型，用于标明裝置所需要的驅動程式

    minor：次裝置号，區分同種類型下的不同裝置；是特定裝置的通路入口

3.mknod指令

mknod指令

建立塊裝置和字元裝置

mknod [OPTION] ... NAME TYPE [MAJOR MINOR]

mknod /dev/testdev c 111 1

-m MODE 直接指定其權限 //調用系統調用來實作權限修改

TYPE：

b 塊裝置

c,u 字元裝置，(unbuffered)

p FIFO裝置

裝置檔案名：是統一定義的，ICANN

磁盤：

IDE：/dev/hd

SCSI,SATA,USB,SAS :/dev/sd[a-z]

引用裝置的方式：

裝置檔案名

卷标

UUID//128位

分區：

/dev/sda[1-4]

注意：Centos6和7統統将硬碟裝置檔案表示為/dev/sd[a-z]#

硬碟分區：MBR，GPT

MBR：0 sector//0扇區，

master boot record//主引導記錄

512位元組

446位元組：bootloader，程式，引導啟動作業系統的程式

64位元組：分區表，每16bytes辨別一個分區，最多4個分區

2位元組：MBR區域的有效性，55AA為有效

//假如要實作更多的分區，

//例如：用其中一個主分區不用來辨別分區的開始和結束為止，而是指向一個存儲空間，當做新的分區表

//這個用來指向其他分區表的成為擴充分區，但是擴充分區需要再次分區才能使用

例如：

4主分區：

3擴充分區：

擴充分區：

n個邏輯分區

主分區和擴充分區的辨別：1-4

邏輯分區：5+

fdisk 指令分區

-l 列出資訊

centos6：start。。end：柱面

centos7：start。。end：扇區

2.管理分區

fdisk /dev/sdb 

fdisk提供了互動式接口來管理分區，它有很多子指令，分别用于不同的管理功能，所有操作均在記憶體中完成，沒有直接同步磁盤

直到w儲存

n：建立新分區

d：删除新分區

4.parted指令

parted 分區指令

help COMMAND//擷取幫助資訊

print [devices|all|free] //檢視所有細膩

mkpart PARTTYPE [FSTYPE] START END

PARTTYPE：primary,extended,logical,

mkpart primary ext4 30G 50G

select /dev/sdb  //選中

set NUMBER FLAG STATE

FLAG:boot引導，hidden隐藏，raid軟raid，LVM等

STATE：on/off

set 1 boot on

unit UNIT //設定預設輸出時表示磁盤大小的機關

MB，GB，%占用百分比，compat人類易讀方式，

s扇區，cy柱面，chs柱面磁頭扇區的位址

mkfs NUMBER FS-TYPE //對指定編号NUMBER的分區建立指定FS-TYPE的檔案系統

print  //檢視資訊

resize 1 //重新修改分區

rm 2 //删除2分區

check NUMBER //檢查指定編号NUMBER分區中的檔案系統是否有什麼錯誤

resize NUMBER START END //調整分區大小

move NUMBER START END //分區移動到其他位置

隻能移動到空閑分區上

雖然分區被移動了，但是分區的編号不會變動

cp [FROM-DEVICE] FROM-NUMBER NUMBER-TONUMBER 

複制檔案系統到分區

5.GPT分區&amp;UEFI

    GPT分區：

    GPT硬碟中，分區表的位置存儲在GPT頭中，處于相容性考慮，硬碟的第一個扇區仍用MBR

        之後才是GPT頭

    MBR最多支援2TB

    GPT支援18EB

        每個磁盤128個分區//windows隻認，預設不受限

更安全，分區表會備份，且加入校驗算法，一旦病毒感染，及時使用備份恢複

硬碟容量的識别，更安全，分區數量上

    與 MBR 分區的磁盤不同，GPT的分區資訊是在分區中，而不象MBR一樣在主引導扇區。

為保護GPT不受MBR類磁盤管理軟體的危害，GPT在主引導扇區建立了一 個保護分區 (Protective MBR)的MBR分區表，

    這種分區的類型辨別為0xEE，

        這個保護分區的大小在Windows下為128MB，Mac OS X下為200MB，

     在Window磁盤管理器裡名為GPT保護分區，

可讓MBR類磁盤管理軟體把GPT看成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，GPT 分區磁盤有多餘的主要及備份分區表來提高分區資料結構的完整性。

    UEFI：是bios的一種替代方案

UEFI已經具備檔案系統的支援，能夠直接讀取FAT分區表中的檔案

而在UEFI下，不再需要主引導記錄，不再需要活動分區，不需要任何工具，

            隻要複制安裝檔案到一個FAT32（主）分區/U盤中，然後從這個分區/U盤啟動，安裝Windows就是這麼簡單。

PMBR

GPT分區表

備份GPT分區表

可以看到，在GTP磁盤的第一個資料塊中同樣有一個與MBR（主引導記錄）類似的标記，叫做PMBR。

PMBR的作用是，當使用不支援GPT的分區工具時，整個硬碟将顯示為一個受保護的分區，以防止分區表及硬碟資料遭到破壞。

UEFI并不從PMBR中擷取GPT磁盤的分區資訊，它有自己的分區表，即GPT分區表。

GPT的分區方案之是以比MBR更先進，是因為在GPT分區表頭中可自定義分區數量的最大值，也就是說GPT分區表的大小不是固定的。

Windows中，微軟設定GPT磁盤最大分區數量為128個。另外，GPT分區方案中邏輯塊位址（LBA）采用64位二進制數表示，

可以計算一下2^64是一個多麼龐大的資料，以我們的需求來講完全有理由認為這個大小約等于無限。

除此之外，GPT分區方案在硬碟的末端還有一個備份分區表，保證了分區資訊不容易丢失。

6.二進制機關

    MB,GB,TB,PB,EB,ZB,YB,BB,NB,DB 

本文轉自MT_IT51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/hmtk520/1942900，如需轉載請自行聯系原作者