liunx磁盤存儲

設備文件

在linux中一切皆文件，在linux之上所有的操作都是通過文件來實現的，每一個設備都有一個文件作爲他的訪問入口，此文件我們稱爲設備文件。
設備也分爲：
  塊設備：block 單位爲 “塊” 磁盤
  字符設備： char 單位爲 “字符” 鍵盤 設備號碼：用來標識設備。每一個設備都有不同的設備號
  主設備號：major numbar，標識設備類型
  次設備號：minor numbar，設備同一類型下不同的設備。

設備接口類型

並行：
  IDE: 133MB/s
  SCSI：640MB/s
串行：
  SATA :6Gbps
  SAS ：6Gbps
  USB : 480MB/s

機械硬盤和固態硬盤

• 機械硬盤（HDD）
    即傳統的硬盤，構造一般由，盤片，軸，馬達，機械臂，磁頭組成。
• 固態硬盤（SSD）
    用固態電子存儲芯片組成的硬盤，使用方法和普通的硬盤相同。
  相較於HDD，SSD在防震抗摔、傳輸速率、功耗、重量、噪音上有明顯優勢，SSD傳輸速率性能是HDD的2倍
  相較於SSD，HDD在價格、容量佔有絕對優勢
  硬盤有價，數據無價，目前SSD不能完全取代HHD。

  設備文件

  磁盤設備的設備文件命名：/dev/DEV_FILE
  SCSI,SATA,SAS,IDE,USB:/dev/sd
  一些虛擬磁盤： /dev/vd ， /dev/xvd
  不同磁盤標識：/dev/sda/, /dev/sdb, ...
  同一設備上的不同分區：1. 2 .....
           /dev/sda1, /dev/sda5
  磁盤存儲術語：
    head ：磁頭
    track：磁道
    cylinder ：柱面
    sector ：扇區 ， 512baytes（字節）

  機械磁盤結構

  固態磁盤和機械磁盤對比

硬盤存儲術語

區位記錄磁盤扇區結構

ZBR(Zoned Bit Recording)

• CHS
  採用24bit位尋址
  其中前10位表示cylinder，中間8位表示head，後6位表示sector
  最大尋址空間8GB

• LBA
  LBA是一個整數，通過轉換成CHS格式完成磁盤具體尋址
  ATA-1規範中定義了28位尋址模式，以每扇區512位組來計算，ATA-1所定義的28位LBA上限達到128 GiB。2002年ATA-6規範採用48位LBA，同樣以每扇區512位組計算容量上限可達128 Petabytes

  由於CHS尋址方式的尋址空間在大概8GB以內，所以在磁盤容量小於大概8GB時，可以使用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

分區

兩種分區方式： MBR , GPT .
MBR：1982年，使用32位表示扇區數，最大不超過2T
如何分區：按柱面
0磁道0扇區：512bytes
    446bytes: boot loader
    64bytes：分區表，其中每16bytes標識一個分區
    2bytes: 55AA
MBR分區中一塊硬盤最多有4個主分區，也可以3個主分區加1個擴展分區。

MBR分區結構

硬盤主引導記錄MBR由4個部分組成
主引導程序（偏移地址0000H--0088H），它負責從活動分區中裝載，並運行系統引導程序
出錯信息數據區，偏移地址0089H--00E1H爲出錯信息，00E2H--01BDH全爲0字節
分區表（DPT,Disk Partition Table）含4個分區項，偏移地址01BEH--01FDH,
每個分區表項長16個字節，共64字節爲分區項1、分區2分區項3、分區項4
結束標誌字，偏移地址01FE--01FF的2個字節值爲結束標誌55AA

MBR結構

MBR中DPT結構

GPT 分區

• GPT：支持128個分區 ，使用64位，支持8Z 64Z 容量
• 使用128位UUID 表示磁盤和分區GPT分區表，自動備份在頭尾兩份，並有crc校驗位
• UEFI: 硬件支持GPT ,使操作系統啓動
  

BIOS+MBR與UEFI+GPT

管理分區

• 列出塊設備 ：lsblk
• 創建分區使用：
    fdisk ：創建MBR分區
    gdisk ：創建GPT分區
    parted： 高級分區操作
  重新設置內存中的內核分區表版本
    partprobe

  parted命令

  parted命令的操作都是實時生效的，一定要小心使用
  用法：
    parted /dev/sdb mklabel gpt|msdos   parted /dev/sdb print
    parted /dev/sdb mkpart primary 1 200（默認是M）
    parted /dev/sdb rm 1
    parted -l 列出分區信息

分區工具fdisk和gdisk

gdisk /dev/sdb 類fdisk的GPT分區工具
fdisk -l ：查看分區
fdisk /dev/sdb 管理分區
子命令：
  p ：分區列表
  t :更改分區類型
  n ：創建新分區
  d ：刪除分區
  v ：效驗分區
  u ：轉換單位
  w :保存並退出
  q :不保存退出

同步分區表

• 查看內核是否已經識別新的分區
    cat/proc/partations
• centos6通知內核重新讀取硬盤分區表
    新增分區用:
    partx -a /dev/DEVICE
    kpartx -a /dev/DEVICE
    刪除分區用
    parts -d --nr M-N /dev/device
  centos5和7：使用partprobe
    partprobe /dev/device